CA2022439C - Inverseur de poussee de turboreacteur, a portes associees a un panneau amont - Google Patents

Abstract

Les portes pivotantes (7) d'un inverseur de poussée de turboréacteur sont associées à un panneau amont (20) relié à la porte (7) par une biellette (22), porte (7) et panneau (20) pivotant chacun autour d'un pivot indépendant (27,28) porté par la structure fixe, sous l'action d'un vérin (7a). En position d'inversion de poussée, le panneau (20) séparé de la porte (7) ménage un passage et concourt au contrôle des nappes du flux inversé. En position de jet direct, la cavité interne (16) de porte isolée de la veine par ledit panneau (20) coopérant avec la partie fixe amont (1) de l'inverseur et, côté aval, avec la face interne de porte (7) au niveau de joints d'étanchéité est laissée à la pression ambiante qui s'exerce ainsi sur la partie amont (11b) de l'élément interne (11) de porte (7) tandis que la partie aval (11a) est soumise à la pression de veine, de manière à assurer l'auto-fermeture de la porte (7)

Description

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DESCRI~T:CON ~'' '~~ '-' "a ''~ '7 '~
La présente invention concerne un inverseur de poussée de turboréacteur â double flux.
Dans ce type de turboréacteur comprenant un canal primaire de circulation des gaz dits de flux chaud constituant une veine principale d'éjection et un canal annulaire, coaxial au canal. primaire, oû circulent des gaz dits de flux froid, â la sortie par exemple d'une soufflante située â
l'entrée du turboréacteur, et constituant une veine secondaire d'éjection, particulièrement lorsque le taux de dilution est élevé, 1°inversion de poussée met en oeuvre principalement ou uniquement la dérivation du flux secondaire froid.
La figure 1 des dessins joints montre un exemple connu de réalisation d'un inverseur de poussée de ce type composé
de trois parties principales, une partie fixe l, située e.n amont, dans 1e prolongement de la paroi externe du canal de flux secondaire qui est délimité intérieurement pax°
l'enveloppe de structure csantrale dLa turboréacteur, une partie mobile 2 et une virole arriére fixe 3. Ladite partie .fixe amont 1 comprend un panneau externe 4 de nacelle, un panneau interne 5 limitant extérieurement la veine du flux secondaire et un cadre avant. 6 qui assure la jonction desdits panneaux 4 et 5. Ledit cadre avant 6 sert également de support au dispositif de commande des déplacements de la partie mobile 2 qui est. essentiellement composée d'un certain nombre d°élêmewt.s déplaçables, ou obstacles communément appelés portes 7, ce nombre pouvant varier en fonction des applïcations particuliéres, par exemple deux, trois ou quatre portes 7 formant/ un ensemble annulaire, êvent.uellement en coopération avec une partie fixe, selon le mode de montage de l'ensemble de propulsion constitué par le turboréacteur sur 1°avion.

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i-J' J~ G..t Ç.,~.. ~:.. t La figure 2 montre, selon une vue schématique en pers,pec-Cive un exemple d'application d'un tel inverseur de poussée â un turboréacteur é double flux, l'inverseur comportant dans ce cas quatre portes 7 et 1a figure 2 montrant lesdites portes 7, fermées , correspondant â un fonctionnement en poussée directe. Chaque porte 7 est associée â un moyen de commande des déplacements tels qu'un vérin 7a.
En aval de la partie fixe 1, amont et aval étant définis par rapport au sens normal de circulation des gzz en poussée directe, la structure est prolongée par un bord de déviation 8, fixé sous le cadre avant 6 et destiné â
assurer une orientation adéquate de l'écoulement, en position d'inversion de poussée. Chaque porte 7 est composée d'un panneau externe 9 venant se placer en position jet direct dans le prolongement du panneau externe 4 de la partie fixe amont 1 pour constituer la paroi aérodynamique continue limitant le flux extérieur au moteur représenté par la fléche 10, d'un panneau interne 11 et d°une structure inférieure formée de raidisseurs 12, assurant la liaison entre les panneaux 9 et ll. La porte 7 est complétée par un ensemble de déflecteurs destinés é
canaliser l'écoulement inversé lorsque l'znverseur se trouve en position d'inversion de poussée et la porte 7 en position ouverte ou déployée. Cet ensemble comporta notamment en amont de la porte 7 un déflecteur 13 constitué d'une partie frontale associe ou non à des parties latérales. Afin que la porte 7, en position ' ouverte d'inversion de pousse, assure des performances suffisantes, il est habituellement nécessaire, comme dans l'exemple connu représenté â la figure 1, que la partie avant du panneau interne 11 s'écarte, dans une direction radiale extérieure, d'une surface théorique représentée par la ligne I4, correspond~.nt é une enveloppe théorique de délimitation aérodynamique continue parfaite 3 ", ,., -; ~; 'ïl ~'~~
;:d ,J :~,~ ',''.e,: ~~9 de la veine du flux secondaire des cJaz, représenté par la fléche 15. Une cavité 16 se trouve ainsi. formée du côté
intérieur de la porte 7 lorsqu'elle se trouve en position fermée correspandant â la poussée directe, délimitée, â
1°avant, par le déflecteur 13 de porte et par le bord de déviation 8 de la partie .fixe amont 1, du côté externe, par la partie avant du panneau interne 11 de porte et du côté radialement interne, par ladite surface théorique 14.
Une partie du flux est forcée par 1e bord de déviation 8 dans ladite cavité 16, créant ainsi une distorsion du flux et des perturbations dans les écoulements. I1 en résulte des pertes aérodynamiques qui sont néfastes au fonctionnement en poussée directe.
D'autres exemples de réalisation du type d'inverseur de poussée de turboréacteur â portes basculantes sont décrits notamment par FR-A 2 486153, FR-A 2 506 843 et FR-A 2 559 838. Des solutions ont également été proposées pour une amélioration du profil de veine correspondant â
une enveloppe aérodynamique de veine correcte en fonction-nement de poussés directe.
Notamment, FR-A 2 621 082 définit une porte d'inverseur comportant uns partie interne mobile s'adaptant au profil de veine lors du fonctionnement erg poussée directe, masquant ainsi ladite cavité l6,wtout en s'escamotant lois du fonctionnement en inversion de poussée pour obtenir les performances requises.
Dans tous ces exemples connus, la porte 7 d'inverseur est munie sur son pourtour de moyens d°étanchéité, notamment.
sur le bord de son panneau externe 9, comma l'élément 17 représenté sur la figure 1 coopérant avec la partie fixe amont 1 de l'inverseur et de méme sur les bords latéraux coopérant avec les poutres 18 visibles sur la figure 2.

1.~.
~û ,:a jx ,,,> ,~, Un autre problème concerne le cont.role du jet inversé lors du fonctionnement. en inversion de poussée. FP.-~A 2559 838 cité ci-dessus a notamment. recherché une solution dans divers aménagements apportés â la forme dea bords du puits d'inversion dégagé dans le capotage lors de l'ouvert.ure des portes de l'inverseur. On connaât également l'utilisat.ion dans ce but. d'u.n ensemble de déflecteurs associés ~ chaque porte, t.el que le déflecteur frontal 13 représenté sur la figure 1. moutefois dans certaines applications, ces aménagements antérieurement connus peuvent se révéler insuffisants pour assurer les performances requises.
I1 est par ailleurs connu, afin d°éviter une ouverture intempestive de porte d'inverseur susceptible de gêner un bon comportement de l'avion en dehors des phases d'approche, d'atterrissage ou de freinage, de prévoir au moyen de dispositifs connus en soi un verrouillage mécanique positif de la porte en position fermée. Il est.
cependant apparu souhaitable, notamment pour des applications sur appareils bimoteurs â longue distance, d'obtenir une auto-fermeture de la porte quels que soient ~5 l'état et la position des dispositifs normaux de fermeture et verrouillage. Par suite, le but de l'invention est d'apport.er une solution â ces problèmes en conciliant les facilités de mise en oeuvre, tenant compte des impératifs de masse minimale, d'encombrement réduit qui sont des critères importants dans les applications aéronautiques concernées et de coût réduit; avec l'obtention des performances requises, aussi bien lors du fonctionnement en poussée directe en évitant les pertes aérodynamiques, que lors du fonctionnement en inversion de poussée en ménageant un pilotage adéquat des nappes du flux inversé.
L'invention vise enfin particulièrement, en plus des choix t~~:::ologiques assurant la fiabilité du matériel, â

~;;~ '4,' a ~n ~ ~ ~ é'i répondre de manière optimale aux conditions de sécurité en éliminant un risque d'ouverture intempestive d'élérnent.s 5 déplaçables tels que les portes d'inverseur en cas de déverrouillage accidentel.
C:eS buts sont atteints, conformément â l'invention, par un inverseur de poussée â portes pivotantes du type précité
caractêrisé en ce que le point d'api>lication dudit vérin qui est disposé en position de jet direct. de l'inverseur entre ladite porte et, ledit panneau amont interne est situé sur la porte, en ce que les moyens de liaison entre ladite porte et ledit panneau amont interne comportent au moins une biellette, les poin-~s d'articulation â chaque extrémité de ladite biellette, la longueur de biellet-~e et 1°emplacement desdits pivots de porte et de panneau étant déterminés de manière que en position d'inversion de flux un passage est ménagé antre l'élément interne de porte et ledit panneau dont les inclinaisons associées au dispo-sitif de déflecteur de porte permettent un pilotage des nappes du flux inversé et que en position de jet direct ledit panneau amont interne se raccorda avec interposition de moyens d°étanchéité d'une part, â l'avant sur la partie fixa amont de l'inverseur ~t d'autre part,è l'arrière sur le bord arrière de la partie amon-~ de 1°élément interne de porte, la cavité amont foa-mée entre ledit panneau amont interne et la partie interne de porte étant ainsi portée â
la pression ambiante qui est inférieure â la pression de la vaine s'exerçant sur la partie aval de l'élément in terne de porte de telle sorte que, compte-tenu de la position déterminée des pivots, des efforts dans le sens de l'auto-fermeture s'exercent positivement sur ladite porte, la position fermée de la porte devenant une posi-fion stable.
D'autres caractéristiques et avantages de 1°invention : , ~ o a:: !~ '~: ._' :~:â

seront. mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, en rêférence aux dessins annexés sur lesquels .
- la figure 1 représente une demi-vue schématique, en coupe longitudinale par un plan passant par l'axe de rotation d'un turboréacteur associé, d'un inverseur de poussée à portes pivotantes, en position fermées, d'un type connu et qui a fait précédemment l'objet d'une descriptïon ;
- la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'un inverseur de poussée du type précité
montré en position monté et avec les portes fermées ;
- la figure 3 représente, dans une vue analogue à celle de la figure I un inverseur de poussée à portes pivotantes, en position fermées, selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 représente, dans une vue analogue à celle de la figure 3, le plan de coupe étant décalé, l'inverseur de poussée représenté sur la figure 3 comportant des moyens de liaison d'un panneau amont interne à la porte d'inverseur ;
- la figure 5 représente, dans une vue schématique analogue à celles des figures 1 et 3, l'inverseur de poussée conforme à l'invention dans une position d'inversion de poussée, montrant la position des portes et panneaux mobiles.

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w 7 Selon un mode de réalisation de l'invention représemt,é sur la figure 3, un inverseur de poussé susce.pti.ble d'effectuer dans les phases de vol pertinentes d'un avion l'inversion du flux secondaire d'un turboréacteur associé
â double flux, comporte les ensembles et. piéces qui ont.
ét.é précédemment décrits en référence é la figure 1 dans un exemple connu de réalisation et on conservera les mêmes références de ces éléments lorsqu'ils sont. identiques ou correspondants. d'inverseur de poussée comporte ainsi la partie fixe amont 1 composée du panneau externe 4 de nacelle, du panneau externe 5 da veine du flux secondaire représenté par la flèche 15, panneau dant l'extrémité aval est prolongée par le bord de déviation 8 et du cadre avant 6 formant le support du vérin 7a, puis la partie mobile 2 constituée des portes ?, chacune composée d'un élément externe 9 constituant la parai de délimitation aérodynamique du flux extérieur au moteur représenté par la fléche 10 lorsque la porte 7 est en position fermée, d'un élémen-~ interne 17., de la structure intérieure Z2 et de l'ensemble des déflecteurs comportant notamment le déflecteur frontal 13 et enfin le cône arriére fixe 3.
vans 1a position fermée de la parte 7, correspondant au fonctionnement en poussée directe de l'inverseur de poussée, la surface théorique 14. représentée â la figure 1 de l'exemple connu et correspondant â l'enveloppe aérodynamique continue théorique de la veine du flux secondaire est matérialisée, entre la face interne du panneau 5, en amont, et la face interne du cône arriére fixe 3, en aval, d'une part, par la surface interne 19 de la partie aval lla de l'élément interne 11 de porte et, d'autre part, par la'surface interne 20a d'un panneau amont .int.erne 20 quï double la partie amont llb de l'élément interne 11 de porte en fermant ainsi du cc~-h.é
interne la cavité amont 16 ménagée entre ledit. panneau 20 ,r ,~ >s ~~
g 6a '':s ~.~ F:r r~ e.~ ,:r et. la porte 7.
De maniére remarquable et. conforme â l'invention, le joint.
d'étanchéité 17 représen-r.e sur l'exemple antérieur de La figure 1 et disposé entre le bord amont. de la porte 7 et la structure fixe amont 1 de l'inverseur a i~ré supprimê, mettant ainsi la cavité 10 en relation avec la pression ambiante extérieure. Par contre du côté aval, un joint d'étanchéité 21 est maintenu entre le bord <~rriére de 1a partie aval 11a de l'élément interne 11 de parte et le cône arrière 3. Le montage du panneau amont interne 20 est schématiquement représenté sur la figure 4. Une biellette 22 relie une articula-~ian 23 solidaire dudit panneau 20 et une articulation 24 solidaire de la partïe amont llb de la partie interne 11 de porte. Un joint. d'étanchéité 25 est interposé entre 1e bord amont. dudit. panneau 20 et la structure .fixe amont 1 et de même un joint d'étanchéité 26 est également interposé entre le bord aval dudit panneau 20 et la zone de raccordement sur le bord arriére de la partie amont llb de la parue interne ll de porte, de telle sorte que dans la position correspondant au fonctionnement en poussée directe d~ l'inverseur représentée sur la figure 4, la partie interne amont llb de la porte 7 est soumise é une pression ambiante qui régne dans la cavité 16 tandis que la pression de la veine fluïde circulant dans 1e canal annulaire de l'inverseur s'exerce sur la face interne de la partie interne aval lla de 1a porte 7.
De maniére connue en soi, chaque porte 7 est supportêe sur ses bords latéraux par. pan pivot. fixe 27 porté par la structure fixe de l'inverseur, notamment par le bord d'une poutre longitudinale 18 telle que représentée sur 1a figure 2. De maniére analogue, le panneau amont interne 20 ,1. r1 ~ 7 c:~; :~ s~~ r __ 9 ~ , ;, .~' ~I
(~.~ i !-,~ r~:~ ~, c,s' a.Y
associé â chaque parte 7 est. supporté par un pivot indépendant. fixe 28 également/ portê par la st.rucvure fixe.
Ces pivots 27 et. 28 sont associés de manière connue â des ferrures de support, de part et. d'autre, selon des modalités qui n'ont pas été représentées en détails sur les dessins.
On va donner, en référence â 1a figure 5, une description sommaire du fonctionnement de l'inverseur de poussée qui vient d'âtre décrit en référence aux figures 3 et 4. Pour passer de la position fermée de la porte 7 d'inverseur, , telle que représentée sur les figures 3 et ~. et correspondant â un fonctionnement en poussée directe â une ouverture de la porte 7, représentée sur la figure 5 correspondant â la fermeture du canal secondaire et â une inversion de poussée, le vérin 7a, actionné par un système de commande, d'un type connu en soi et non représenté sur les dessins, par déplacement de son articulation 29 sur la porte 7, représentée sur la figure 3, fait pivoter ladite porte autour de ses pivots 27 jusqu'â ce que le bord aval 7b de la porte vienne rejoindre la surface de l'enveloppe interne 30 du canal annulaire de 1a veine secondaire du flux. Dans ce mouvement. de pivotement la porte 7 entraine par l'intermédiaire de la biellette 22 1e panneau amont 20 qui pivote autour de ses propres pivots 28 de manière â ménager de part et d'autre du panneau 20 des canaux de passage du flux inversé.
L'orientation du flux notamment assurée par le c~éflecteur~
frontal 13 de la parte 7 déviant le jet vars l'avant est amélioré grâce au pilotage des nappes du flux inversê qui est. ainsi assuré par le panneau 20 grâce â diverses dispositions complémentaires adaptées aux résultats recherchés en fonction des applications particulières.

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Ges résultats sont notamment. influencés par le choix des positions respectives des pivots 27 de porte et 28 da 5 panneau et par le profil particulier, notamment sur sa face externe, donné au panneau 20.
En se reportant. â la figure 4, dans la position du fonctionnement en poussée directe, an relévera en outre un 10 avantage ïmpartant de l'invention. En effet, comme noté
précédemment, par suite de l'absence de~jaint d'étanchéité
au bord avant de la porte 7, mais de la présence par contre de tels joints 25 et 26 aux bords du panneau interne amant 20, un déséquilibre des efforts s°exerçant sur la parte 7 est créé. Les efforts de pression interne de la veine fluide s'exerçant sur la partie interne aval lla de la porte 7 ne sont pas compensés par des efforts s'exerçant sur la partie amont 11b du faït que la cavité
16 se trouve â la pression ambiante. T1 en résulte une tendance â l'auto-fermeture de la porte 7 dont la position fermée est stable, évitant ainsi tout risque d'ouverture intempestive en cas de déverrouillage accidentel, ou dans le cas de rupture, ladite parte étant. par ailleurs équipée des dispositifs habituels de verrouillage/déverrauillage.
On note êgalement que la répartition ainsi obtenue des pressions sur la partie amont. llb et sur la partie aval lla de l'élément interne 11 de parte permet une réduction des charges et une réduction de l'effort demandé au vérin 7a, ce qui permet un dîmensionnement réduit et une diminution avantageuse de l'encombrement.

Claims (5)

1. Un inverseur de poussée de turboréacteur possédant une structure déployée selon un axe longitudinal et définissant au moins une ouverture latérale, la structure définissant une surface externe et une surface interne situées en amont de ladite ouverture latérale, et une surface externe et une surface interne situées en aval de ladite ouverture latérale, lesdites surfaces définissant une surface théorique de flux des gaz à une pression plus élevée que la pression atmosphérique ambiante extérieure, l'inverseur de poussée comprenant:
a) une porte d'inverseur de poussée possédant un élément interne de porte définissant une partie amont et une partie aval;
b) un premier moyen d'attache pivotant pour attacher la porte d'inverseur à
la structure de manière telle que la porte d'inverseur pivote autour d'un premier pivot entre une position fermée, en poussée directe, dans laquelle la porte d'inverseur recouvre ladite ouverture latérale, et une position ouverte, en poussée inverse, dans laquelle la porte d'inverseur découvre ladite ouverture latérale et dirige le flux des gaz vers l'extérieur par ladite ouverture latérale;
c) un panneau déflecteur ayant une surface interne;
d) un second moyen d'attache pivotant pour attacher le panneau déflecteur à la structure de manière telle que le panneau déflecteur pivote autour d'un second pivot entre une position fermée et une position ouverte;

e) un moyen d'accouplement reliant de manière opérante le panneau déflecteur et la porte d'inverseur de manière telle que, lorsque la porte d'inverseur est en position fermée, le panneau déflecteur est aussi en position fermée, où la surface interne du panneau déflecteur et l'élément interne de porte sont substantiellement contiguës aux surfaces internes amont et aval de la structure, et où une cavité est délimitée par la partie amont de la porte d'inverseur, le panneau déflecteur et la structure, et lorsque la porte d'inverseur est dans la position ouverte, le panneau déflecteur est aussi en position ouverte;
f) un moyen d'actionnement interposé de manière opérante entre la structure et la porte d'inverseur afin de déplacer la porte d'inverseur entre la position fermée et la position ouverte, le moyen d'actionnement étant directement attaché à la porte d'inverseur;
g) un moyen permettant à la cavité de communiquer avec l'atmosphère ambiant de manière telle que la pression atmosphérique ambiante agit sur ladite partie amont; et h) des moyens d'étanchéité interposés entre le panneau déflecteur et la structure, et entre le panneau déflecteur et la porte d'inverseur afin de couper la communication entre le flux des gaz et la cavité, de manière telle que la pression du flux des gaz agit seulement sur ladite partie aval, exerçant ainsi une force résultante sur la porte d'inverseur causée par la différence de pression entre le flux des gaz et l'atmosphère ambiant forçant la porte d'inverseur à la position fermée.

2. Un inverseur de poussée conformément à la revendication 1 dans lequel les premier et second axes de pivots sont situés de manière telle qu'en position ouverte, le panneau déflecteur et la porte d'inverseur délimitent un passage entre eux permettant de stratifier et de contrôler la poussée inverse du flux des gaz,

3. Un inverseur de poussée conformément à la revendication 1 dans lequel premier et second axes de pivots sont espacés sur l'axe longitudinal.

4. Un inverseur de poussée conformément à la revendication 1 dans lequel les premier et second axes de pivots sont parallèles.

5. Un inverseur de poussé conformément à la revendication 1 dans lequel le moyen d'accouplement comprend:
a) au moins une biellette possédant une première et une seconde extrémités;
b) un premier moyen d'articulation servant à relier ladite première extrémité
au panneau déflecteur; et c) un second moyen d'articulation servant à relier ladite seconde extrémité
à la porte d'inverseur.