FR2583114A1 - Turbine a pression d'air dynamique et son mecanisme de deploiement - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE TURBINE A PRESSION D'AIR DYNAMIQUE ET SON MECANISME DE DEPLOIEMENT. LA TURBINE 10 EST MONTEE A L'EXTREMITE D'UNE JAMBE PIVOTANTE 11 DE SUPPORT DONT LA PLUS GRANDE PARTIE DE LA LONGUEUR EST CONSTITUEE PAR UNE GENERATRICE ELECTRIQUE 80. UN ARBRE 96 PLACE EN SORTIE DE LA GENERATRICE 80 ENTRAINE UNE POMPE HYDRAULIQUE QUI EST DISPOSEE A L'INTERIEUR DU FUSELAGE DE L'AERONEF. L'ENTRAINEMENT DE LA GENERATRICE 80 ET DE LA POMPE EST ASSURE PAR UN ENSEMBLE 12 A MOYEU ROTATIF QUI COMPORTE UN ARBRE MENANT 71 DONT LA ROTATION EST TRANSMISE PAR UN ENGRENAGE A ROUES DENTEES CONIQUES 90, 91. DOMAINE D'APPLICATION : SOURCES D'ENERGIE DE SECOURS POUR AERONEFS.
Description
L'invention concerne une turbine à pression d'air dynamique et son
mécanisme de déploiement, conçus pour être utilisés avec un aéronef afin de constituer une source d'énergie de secours en entraînant une pompe hydraulique et/ou une génératrice électrique en cas de défaillance du système principal d'alimentation
en énergie de l'aéronef ou avion.
Une -turbine à pression d'air dynamique est un dispositif connu qui est utilisé sur un aéronef
pour constituer une source d'énergie en cas de défail-
lance des moteurs de l'aéronef qui constituent la source normale d'énergie pour entraîner les génératrices de puissance électrique et hydraulique. Le brevet des
Etats-Unis d'Amérique N 4 411 596 décrit un tel dispo-
sitif. Dans ce brevet, une jambe pivotante porte une turbine à pression d'air dynamique afin qu'elle puisse
être déplacée entre des positions de repli et de déploie-
ment. Une pompe ou une génératrice, ou les deux, peuvent être montées coaxialement sur un arbre d'entraînement sortant d'un ensemble à moyeu tournant de la turbine
à pression d'air dynamique.
La turbine à pression d'air dynamique est normalement repliée ou escamotée à l'intérieur d'un compartiment situé dans le fuselage de l'aéronef et elle est mise en opération en étant déplacée vers une
position de déploiement suffisamment éloignée du compar-
timent pour que plusieurs pales montées sur l'ensemble
à moyeu rotatif de la turbine soient placées dans le cou-
rant ou flux d'air et dans une position leur permettant de tourner librement sans interférences dues au fuselage de l'aéronef. Le flux d'air fait tourner la turbine
et entraîne les moyens de génération d'énergie électri-
que ou hydraulique. Un certain nombre d'avions ou d'aéro-
nefs commerciaux sont équipés d'une turbine à pression d'air dynamique et, dans au moins un cas connu, cette turbine est mise en opération pour produire suffisamment d'énergie pour permettre au pilote de l'aéronef ou avion de commander les gouvernes de l'avion et réaliser
un atterrissage sûr.
Il est classique de monter une pompe et/ou une génératrice à proximité immédiate de l'ensemble à moyeu rotatif de la turbine à pression d'air dynamique, comme décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis
d'Amérique N' 685 475, déposée le 24 Décembre 1984.
Il en résulte un moment d'inertie de la turbine à pres-
sion d'air dynamique et du mécanisme de déploiement,
qui est très grand par rapport à l'axe de déploiement.
De plus, cette structure est pénalisée par des contrain-
tes de poids, car la jambe du mécanisme de déploiement doit être dimensionnée de façon à posséder la robustesse permettant de supporter la pompe et la génératrice ainsi que le poids des éléments électriqueset hydrauliques utilisés pour raccorder la génératrice et la pompe
aux circuits de puissance de l'aéronef.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 3 275 198 décrit un système de pompage entraîné par flux d'air comportant une turbine entraînée par
air qui est montée de façon à pouvoir tourner sur l'ex-
trémité extérieure d'une jambe fixée au fuselage de
l'aéronef. La turbine entraîne une pompe montée à l'inté-
rieur d'un carter supporté à l'extérieur de l'aéronef et qui porte la jambe supportant la turbine. Le système décrit dans le brevet N0 3 275 198 précité ne présente pas de jambe montée de façon à pouvoir pivoter afin que la turbine puisse être déplacée entre des positions de repli et de déploiement et il ne présente pas de
pompe logée dans un compartiment du fuselage de l'aéro-
nef afin d'être soustraite au flux d'air.
Un objet principal de l'invention est de proposer une turbine à pression d'air dynamique et son mécanisme de déploiement,auxquels sont associées
une pompe et/ou une génératrice, présentant des carac-
téristiques de fonctionnement améliorées en élevant au maximum les performances de la turbine à pression d'air dynamique, de la génératrice et de la pompe avec une grande fiabilité. De plus, la turbine à pression d'air dynamique et le mécanisme de déploiement sont conçus pour minimiser les charges dues au blocage de l'écoulement de l'air et à la traînée, ainsi que pour avoir des dimensions réduites permettant un espace de repli minimal à l'intérieur du fuselage de l'aéronef, un faible poids du système et un très faible moment d'inertie autour d'un axe de déploiement de la turbine
pour minimiser la dimension de l'actionneur de déploie-
ment. A cet effet, la turbine à pression d'air
dynamique peut être déplacée entre une position escamo-
tée ou repliée à l'intérieur d'un compartiment situé
dans le fuselage de l'aéronef et une position de déploie-
ment dans laquelle un ensemble à moyeu rotatif portant plusieurs pales est positionné de façon que les pales soient placées dans le flux d'air et qu'elles puissent tourner librement sans interférences avec le fuselage de l'aéronef. Le mécanisme de déploiement comporte une jambe pivotante dont la plus grande partie de la
longueur est définie par une enveloppe de génératrice.
Une pompe est fixée au châssis de l'aéronef, à l'inté-
rieur du fuselage de ce dernier, et comporte un élément mené aligné sur l'axe de pivotement de la jambe. Un
arbre d'entraînement, mené par l'ensemble à moyeu rota-
tif de la turbine, est en prise avec un arbre tournant
logé dans la jambe et associé à l'arbre de la généra-
trice afin de l'entraîner, et une prise d'entraînement est également établie à l'axe de pivotement de la jambe
avec l'élément mené de la pompe. Cet agencement struc-
turel offre un certain nombre d'avantages de structure
et de comportement par rapport aux structures anté-
rieures. La fiabilité de la turbine à pression d'air dynamique et du mécanisme de déploiement est grande, car la pompe est montée sur la structure de l'aéronef et n'a pas à basculer vers l'extérieur avec la turbine
et la jambe de support. Il n'est pas nécessaire d'uti-
liser des joints tournants, ainsi que les joints d'étan-
chéité et les raccords associés au circuit d'écoulement de fluide lorsque la pompe est montée avec la turbine à pression d'air dynamique de façon à se déplacer vers la position déployée dans le flux d'air. En outre, étant donné que la pompe est montée directement sur la structure de l'avion, les chutes de pression sur le circuit d'écoulement de fluide sont réduites, ce
qui est particulièrement important à de basses tempéra-
tures ambiantes.
La turbine à pression d'air dynamique est montée sur la jambe de support en formant un angle aigu et l'arbre d'entraînement sortant de la turbine est relié à un arbre tournant situé à l'intérieur de la jambe de support par une première transmission d'angle à roues coniques à denture hélicoïdale. L'arbre tournant à l'intérieur de la jambe de support est associé à l'arbre de la génératrice et un autre tronçon de l'arbre tournant s'étend jusqu'à un axe de pivotement de la jambe de support o une seconde transmission d'angle à roues coniques à denture hélicoïdale relie l'arbre tournant à l'élément mené de la pompe. Les transmissions d'angle à roues coniques à denture hélicoïdale offrent la possibilité à chacun des trois éléments fonctionnels, à savoir la turbine, la pompe et la génératrice, de travailler à des vitesses différentes. Il est donc possible de faire tourner chaque élément à sa vitesse optimale pour obtenir une performance maximale. En élevant au maximum les performances, on peut minimiser
le poids de chacun de ces éléments. De plus, la possi-
bilité de faire tourner chaque élément à sa vitesse optimale permet de faire tourner la turbine à vitesse élevée et donc de réduire le diamètre en bout des pales,
ce qui a pour résultat une conception plus compacte.
A la réduction précitée de poids résultant de la per-
formance maximale des éléments s'ajoute une autre réduc-
tion de poids, car le corps de la génératrice sert de partie principale de la jambe de support pivotante, le circuit de la pompe ne comporte aucune canalisation de fluide ni de joints tournants, et la jambe de support n'a pas à porter le poids de la pompe. En outre, la
génératrice est placée à proximité de l'axe de pivote-
ment de la jambe au lieu d'être montée à l-'extrémité de celle-ci adjacente à la turbine à pression d'air dynamique. Une partie de la jambe portant la turbine, située entre le corps de la génératrice et la turbine,
peut être relativement étroite car elle n'a pas à sup-
porter de fortes charges et n'est parcourue par aucune conduite de fluide. La jambe de support étroite ainsi obtenue s'étend en arrière des pales de la turbine par rapport au flux d'air s' écoulant sur elle et, par
conséquent, la jambe de support étroite réduit l'obsta-
cle opposé à l'air en arrière de la turbine, améliore la performance de la turbine et réduit les charges
de traînée.
Un autre perfectionnement résultant de la turbine à pression d'air dynamique et du mécanisme de déploiement décrits ici concerne la minimisation
de la transmission des efforts à la structure de l'aéro-
nef supportant la turbine et le mécanisme de déploiement et la minimisation de la dimension de l'actionneur de déploiement demandé. Ceci est obtenu par le fait que la pompe est supportée par la structure de l'aéronef plutôt que par la jambe de support et que la génératrice
est proche de l'axe de pivotement de la jambe. En consé-
quence, la jambe est légère, de même que la turbine à pression d'air dynamique et, par conséquent, le moment d'inertie du système par rapport à l'axe de pivotement de la jambe est relativement petit. Ceci minimise les charges transmises à la structure de l'aéronef lors
du déploiement de la turbine à pression d'air dynamique.
Un objet de l'invention est de proposer une turbine à pression d'air dynamique et un mécanisme
de déploiement présentant la totalité des caractéristi-
ques de structure nouvelles et perfectionnées précitées
afin d'apporter les avantages de fonctionnement indiqués.
Un autre objet de l'invention est de propo-
ser une turbine à pression d'air dynamique et un méca-
nisme de déploiement, o la turbine, montée sur une jambe pivotante de support pouvant amener cette turbine dans une position de déploiement dans le flux d'air, peut entraîner une pompe qui est montée fixement à
l'intérieur du fuselage de l'aéronef.
Un autre objet de l'invention est de propo-
ser une turbine à pression d'air dynamique et un méca-
nisme de déploiement, o la turbine est montée sur une jambe pivotante de support afin de pouvoir être déplacée entre une position repliée ou escamotée et une position déployée, et le corps de la génératrice constitue une partie importante de la jambe de façon que la génératrice soit plus rapprochée de l'axe de pivotement de la jambe afin que le moment d'inertie de la turbine -et du mécanisme de déploiement par rapport à leur axe de déploiement soit relativement faible, ce qui permet de réduire la dimension de l'actionneur demandé pour le déploiement ainsi que de minimiser les charges transmises à la structure de l'aéronef
lors du déploiement.
Un autre objet de l'invention est de propo-
ser une turbine à pression d'air dynamique et un méca-
nisme de déploiement, comprenant un ensemble à moyeu rotatif portant des pales, une jambe supportant la turbine afin qu'elle puisse être déplacée entre une position repliée à l'intérieur du fuselage d'un aéronef et une position déployée dans laquelle l'ensemble à moyeu rotatif est extérieur au fuselage de l'aéronef, des moyens de montage de la jambe afin qu'elle puisse pivoter autour d'un axe situé à l'intérieur du fuselage de l'aéronef, et une génératrice comportant un corps définissant une partie importante de la longueur de
la jambe, et des moyens destinés à entraîner la généra-
trice sous l'effet d'une rotation de l'ensemble à moyeu
rotatif.
Un autre objet de l'invention est de propo-
ser une turbine à pression d'air dynamique et un méca-
nisme de déploiement comprenant un ensemble à moyeu rotatif portant des pales, une jambe de support qui peut pivoter autour d'un axe situé à l'intérieur du fuselage d'un aéronef et qui supporte la turbine afin qu'elle puisse se déplacer entre une position repliée à l'intérieur du fuselage de l'aéronef et une position déployée dans laquelle l'ensemble à moyeu rotatif est extérieur au fuselage de l'aéronef, et un dispositif générateur d'énergie disposé à l'intérieur du fuselage de l'aéronef et comportant un élément mené qui peut tourner autour d'un axe aligné avec l'axe de pivotement, le dispositif générateur d'énergie pouvant être mené
par l'ensemble à moyeu rotatif à l'aide de moyens d'en-
trainement comprenant une roue dentée pouvant tourner
sur l'axe de pivotement.
Un autre objet de l'invention est de propo-
ser une turbine à pression d'air dynamique comportant un ensemble à moyeu rotatif portant plusieurs pales
et un mécanisme de déploiement de cette turbine, compre-
nant une jambe de support pouvant pivoter autour d'un axe et portant la turbine afin qu'elle puisse être déplacée entre des positions de repli et de déploiement, un arbre pouvant tourner à l'intérieur de la jambe, un arbre menant relié à l'ensemble à moyeu, une première transmission d'angle à engrenage conique à denture hélicofdale reliant l'arbre menant à l'arbre pouvant tourner dans la jambe, une seconde transmission d'angle à engrenage conique à denture hélicoïdale comportant une première roue dentée pouvant tourner sur l'axe de pivotement et une autre roue dentée reliée à l'arbre tournant, et des moyens générateurs d'énergie comportant un élément mené qui peut tourner sur un axe aligné sur ledit axe de pivotement et qui est en prise avec
la première roue dentée.
L'invention sera décrite plus en détail
en regard des dessins annexés à titre d'exemples nulle-
ment limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une élévation de la turbine
à pression d'air dynamique et du mécanisme de déploie-
ment, dont la position déployée est illustrée en trait plein et dont la position repliée est illustrée en
trait mixte, le compartiment de l'aéronef étant repré-
senté schématiquement en trait discontinu;
la figure 2 est une vue de face de la tur-
bine à pression d'air dynamique, avec coupe partielle suivant la ligne 22 de la figure 1; la figure 3 est une coupe à échelle agrandie suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une vue analogue à la vue en trait plein de la figure 1, montrant une autre forme de réalisation de l'invention; et la figure 6 est une vue de face de la forme de réalisation de la figure 5, avec coupe partielle
suivant la ligne 6-6 de la figure 5.
Les figures 1 à 4 représentent une première forme de réalisation de l'invention comprenant une turbine à pression d'air dynamique, désignée globalement par la référence numérique 10 et à laquelle est associé un mécanisme de déploiement comprenant une Jambe de
support 11. La turbine à pression d'air dynamique com-
porte un ensemble à moyeu rotatif 12 portant deux pales 14 et 15, diamétralement opposées, qui font tourner cet ensemble lorsqu'il est exposé à un flux ou courant d'air. La turbine à pression d'air dynamique est
conçue pour être utilisée en cas d'urgence 'pour l'en-
traînement de moyens générateurs d'énergie et elle possède une position repliée ou escamotée de repos, telle que montrée en trait mixte sur la figure 1, et une position déployée de travail dans laquelle elle est représentée en trait plein. Dans la position repliée ou escamotée, la turbine à pression d'air dynamique est repliée dans un compartiment situé à l'intérieur du fuselage d'un aéronef ou d'un avion, le contour du compartiment étant représenté schématiquement par des lignes discontinues 16, 17 et 18. Dans la position déployée, la turbine est sortie du compartiment jusqu'à une position
dans laquelle les pales 14 et 15 peuvent tourner libre-
ment sans interférence avec le fuselage de l'aéronef.
La turbine 10 peut être déplacée entre les positions de repli et de déploiement grâce à un montage pivotant de la jambe 11 de support qui peut se déplacer autour d'un axe de pivotement qui est l'axe de rotation d'un arbre 20. Le mécanisme de déploiement comprend un actionneur de déploiement sous la forme d'un vérin hydraulique 22 rappelé par ressort qui est articulé en 23 sur deux pattes espacées 24 et 25 d'une plaque de montage, et qui comporte une tige 26 articulée
en 27 sur deux pattes 28 et 29 fixées à la jambe 11.
Un verrou haut maintient la turbine en position repliée représentée en trait mixte sur la figure 1 et peut être actionné manuellement ou automatiquement afin de libérer le mécanisme pour permettre le mouvement, ce qui a pour résultat que le vérin 22 rappelé par ressort, ainsi que la gravité, amènent la turbine et
le mécanisme de déploiement à se déplacer vers la posi-
tion de déploiement dans laquelle ils sont représentés
en trait plein sur la figure 1.
Les pales 14 et 15 sont maintenues dans une position prédéterminée en rotation, au moyen d'un
mécanisme d'indexage, lorsque la turbine est repliée.
Ce mécanisme comprend une équerre ajourée 30 fixée à l'ensemble à moyeu rotatif 12 (figure 3) et un long
câble 31 monté de façon à pouvoir se déplacer longitu-
dinalement au moyen de deux équerres ajourées 32 et 33 fixées à la jambe 11. Le câble 31 comporte un doigt d'encliquetage qu'un ressort 36 tend à ramener dans l'ouverture de l'équerre 30 afin de bloquer les pales
14 et 15 dans une position prédéterminée en rotation.
Le doigt 35 d'encliquetage est amené dans la position illustrée sur la figure 3, dans laquelle les pales peuvent tourner librement, sous l'effet du mouvement
de pivotement de la jambe 11 autour de l'axe de pivote-
ment défini par l'arbre 20. Ce mouvement de pivotement de la jambe amène une came 38, fixée au câble 31, en contact avec un bras 39 fixé à la plaque de montage
de la turbine et du mécanisme de déploiement. Le mouve-
ment final de la turbine vers la position déployée provoque un mouvement du câble 31 et le retrait du
doigt 35 d'encliquetage, porté par le câble, de l'ouver-
ture de l'équerre 30. Une tige pourrait être utilisée 1 1 à la place du câble 31, le doigt 35 d'encliquetage
étant réalisé d'une seule pièce avec cette tige.
La turbine à pression d'air dynamique et
le mécanisme de déploiement sont supportés par la struc-
ture de l'aéronef et par des moyens de montage compre- nant la plaque de montage 40 qui est convenablement fixée à la structure de l'aéronef par plusieurs organes 41 de fixation, à son extrémité supérieure, et par
des organes 42 de fixation à son extrémité inférieure.
La plaque 40 de montage comporte une bride 45 de montage
comportant une partie de corps partiellement cylindri-
que 46 s'étendant vers l'extérieur, qui coopère avec une partie de corps 47, de forme similaire, à laquelle
elle est fixée par plusieurs organes de fixation 48.
La jambe 11 de support comporte des tronçons extrêmes opposés 50 et 51 et un tronçon intermédiaire 52. Le
tronçon extrême 51 présente une extrémité creuse, globa-
lement circulaire 54, avec des extrémités cylindriques et 56 de palier au moyen desquelles la jambe de support est montée de façon à pouvoir tourner dans des ouvertures cylindriques ménagées dans les parties de corps 46 et 47, une matière 57 de coussinet étant disposée entre les extrémités 55 et 56 et les parties 46 et 47. Les extrémités de palier cylindriques 55 et 56 supportent l'arbre 20 afin qu'il puisse tourner, au moyen de paliers 60 et 61. Les parties de corps 46 et 47 présentent des rainures incurvées comportant des c6tés 62 et 63 et des extrémités 64 et 65 de manière que la jambe de support puisse pivoter librement autour de son axe entre la position déployée montrée sur la figure 3 et la position repliée dans laquelle le tronçon extrême 51 de la jambe est proche de l'extrémité 64
de la rainure incurvée.
Le tronçon extrême 50 de la jambe est fixé à un corps 70 dans lequel un arbre menant 71 est monté de façon à pouvoir tourner au moyen de paliers 72 et 73. La turbine à pression d'air dynamique est portée par la jambe en étant supportée par l'arbre menant
71 qui est fixé à l'ensemble à moyeu rotatif 12.
Une rotation est communiquée à l'arbre
menant 71 lorsque l'ensemble à moyeu rotatif 12 tourne.
La turbine à pression d'air dynamique et son mécanisme de déploiement ayant été décrits d'une
façon générale ci-dessus, la description portera à
présent plus spécialement sur les aspects particuliers de l'invention. Lorsque la turbine à pression d'air
dynamique est en fonctionnement, une rotation de l'ensem-
ble à moyeu rotatif 12 fait fonctionner les moyens générateurs d'énergie. Ces moyens peuvent comprendre une génératrice électrique et/ou une pompe hydraulique et, dans la forme de réalisation des figures 1 à 4, les deux types de moyens générateurs d'énergie sont
utilisés. La pompe hydraulique 75 est disposée à l'inté-
rieur du compartiment situé dans le fuselage de l'aéro-
nef et elle comporte une bride 76 en butée contre la bride de montage 45, et la pompe est fixée à cette dernière par des organes 77 de fixation afin qu'un arbre mené 78 de la pompe puisse être relié par une jonction à cannelures à l'arbre 20 de façon à tourner autour d'un axe aligné sur l'axe de pivotement de la
jambe de support 11.
Une génératrice électrique, indiquée globale-
ment en 80, comporte un corps définissant le tronçon central 52 de la jambe 11 et elle est représentée comme étant réalisée d'une seule pièce avec le tronçon extrême de la jambe qui est tubulaire. Le tronçon extrême
51 de la jambe présente une extrémité cylindrique élar-
gie 81 qui est fixée au corps 52 de la génératrice dont il renferme une extrémité. La génératrice 80 peut être d'un type de réalisation connu, comportant un induit tournant et un arbre tubulaire 85 d'induit monté de façon à pouvoir tourner au moyen de paliers 86 et 87. La rotation de l'arbre menant 71, entraîné par l'ensemble à moyeu rotatif, est transmise à l'arbre d'induit 85 et à l'arbre mené 78 de la pompe par un
train d'entraînement comprenant une première transmis-
sion d'angle à engrenage hélicoidal comportant une
roue dentée 90 fixée sur l'arbre menant 71 et une secon-
de roue dentée 91 fixée sur un arbre tournant 92 faisant partie de moyens tournants disposés à l'intérieur de la jambe de support. L'arbre tournant 92 est supporté à une extrémité par un palier 93 et il est relié, par son autre extrémité et au moyen de cannelures 94, à l'arbre d'induit 85. Un second arbre tournant 96 est logé dans le tronçon extrême tubulaire 51 de la jambe de support. Ce second arbre tournant 96 des moyens à arbres tournants disposés à l'intérieur de la jambe 11 est relié par des cannelures à l'arbre d'induit 85 et est monté de façon à pouvoir tourner à l'aide du palier 87 de l'arbre d'induit 85 et d'un palier
98. Une seconde transmission d'angle à engrenage héli-
coidal comporte une première roue dentée 100 fixée à l'extrémité du second arbre tournant 96 et une seconde roue dentée 101 fixée à l'arbre 20 qui est reliée par des cannelures à l'arbre mené 78 de la pompe hydraulique 75. La rotation de l'arbre menant 71 entraîne, par l'intermédiaire de la première transmission d'angle à engrenage hélicoïdal et du premier arbre tournant 92, l'arbre d'induit 85 de la génératrice et l'effort de transmission est transmis de cette dernière, par le second arbre tournant 96 et la seconde transmission d'angle à engrenage hélicoïdal, à l'élément mené de
la pompe hydraulique.
Avec la relation angulaire entre la jambe de support et la turbine 10 à pression d'air dynamique, la première transmission d'angle à engrenage hélicoïdal peut être utilisée et, ainsi qu'on peut le voir, le rapport d'engrenage de la première roue dentée 90 et de la seconde roue dentée 91 de la première transmission d'angle entraîne une réduction de la vitesse dans la transmission de la génératrice. En conséquence, la turbine à pression d'air dynamique et la génératrice peuvent travailler à des vitesses différentes pouvant chacune être choisie pour l'obtention du fonctionnement
le plus efficace. Ceci permet à la turbine de travail-
ler à grande vitesse, de sorte que le diamètre des pales 14 et 15 peut être relativement faible, ce qui
minimise la dimension du compartiment demandé dans.
l'aéronef pour le repli ou escamotage. Le rapport d'en-
grenage de la seconde transmission d'angle peut égale-
ment être convenablement choisi pour faire fonctionner
la pompe hydraulique 75 à la vitesse souhaitée.
Avec la structure décrite, la fiabilité du système est améliorée, car la pompe hydraulique est montée sur la structure de l'aéronef et n'a pas à basculer vers l'extérieur avec la jambe de support lors du déploiement de la turbine à pression d'air dynamique. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des joints tournants ni le nombre habituel de joints d'étanchéité et de raccords associés A la pompe hydraulique et à son circuit d'écoulement de fluide lorsque la pompe est placée à proximité immédiate de la turbine. Le montage de la pompe directement sur la structure de l'aéronef réduit les chutes de pression se produisant le long des circuits d'écoulement du fluide associés à la pompe hydraulique, ce qui est particulièrement important lorsque la pompe est exposée à une basse température pour minimiser les chutes de pression dans la conduite d'aspiration de la pompe, ce qui améliore le rendement du système. Du fait de la viscosité de l'huile pompée, il est important de minimiser les chutes
de pression car, autrement, la pompe hydraulique pour-
rait ne pas pomper l'huile.
Etant donné que la turbine à pression d'air dynamique et le mécanisme de déploiement sont destinés à être utilisés dans un aéronef, il est important d'en minimiser le poids. On est parvenu à ce résultat en
utilisant le corps de la génératrice comme partie prin-
cipale de la jambe de support, en évitant les conduites d'écoulement de fluide et les joints tournants dans le système, en retirant la pompe du support constitué par la jambe, en plaçant la génératrice à proximité
de l'axe de pivotement de la jambe et en faisant tra-
vailler la turbine à pression d'air dynamique, la géné-
ratrice et la pompe hydraulique à leurs vitesses opti-
males pour obtenir un rendement maximal, ce qui évite d'avoir à utiliser des dispositifs plus lourds et moins efficaces. En outre, le tronçonextrême 50 de la jambe de support est relativement étroit, car il n'a pas à supporter de fortes charges ni à être parcouru par
des conduites de fluide provenant de la pompe hydrauli-
que, ce qui minimise la résistance opposée à l'écoule-
ment de l'air en arrière de la turbine et, par consé-
quent, améliore les performances de la turbine et réduit les charges de traînée. Une économie supplémentaire de poids est due à la dimension minimale de l'actionneur
22 de déploiement du fait d'un très faible moment d'iner-
tie de la turbine et du mécanisme de déploiement par rapport à l'axe de déploiement, car la pompe n'est pas montée sur la jambe de support et la génératrice est proche de l'axe de pivotement de la jambe. Ceci permet à cette dernière, de même qu'à la turbine, d'être
légère et le moment d'inertie est donc très faible.
De plus, les charges transmises à la structure de l'aéro-
nef lors du déploiement sont minimisées.
La seconde forme de réalisation de l'inven-
tion est représentée sur les figures 5 et 6 et les éléments de sa structure correspondant à ceux de la forme de réalisation des figures 1 à 4 portent les
mêmes références numériques suivies du signe prime.
La seconde forme de réalisation diffère par la position
de la génératrice électrique. Dans cette forme de réali-
sation, la génératrice électrique 80' ne constitue pas une partie importante de la jambe de support 11', mais elle est montée à l'aide d'organes filetés 110 sur une bride de montage analogue à la bride de montage , et sur une portion de la partie 47 de corps. L'arbre
d'induit de la génératrice électrique est aligné axiale-
ment à l'arbre 20 auquel il est relié afin que la pompe
et la génératrice soient entraînées par l'arbre 20 por-
tant la seconde roue dentée 101 de la seconde trans-
mission d'angle à engrenage hélicoïdal. La transmission de l'effort de l'ensemble 12' à moyeu rotatif, par l'intermédiaire des première et seconde transmissions d'angle à engrenages hélicoidaux, s'effectue de la
même manière que celle décrite pour la forme de réalisa-
tion des figures 1 à 4.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la turbine et au mécanisme de déploiement décrits et représentés sans sortir du
cadre de l'invention.
Claims (18)
1. Ensemble à turbine à pression d'air dynamique et mécanisme de déploiement, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble à moyeu rotatif (12) portant des pales (14, 15), une jambe (11) supportant la turbine (10) afin qu'elle puisse être déplacée entre une position repliée à l'intérieur du fuselage d'un aéronef et une position déployée dans laquelle l'ensemble à moyeu rotatif est extérieur au fuselage de l'aéronef, des moyens de montage de la jambe afin qu'elle puisse pivoter autour d'un axe situé à l'intérieur du fuselage de l'aéronef, une génératrice (80) comportant un corps définissant une partie importante (52) de la longueur
de la jambe, et des moyens d'entraînement de la géné-
ratrice par rotation de l'ensemble à moyeu rotatif.
2. Ensemble selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que le corps de la génératrice est disposé
longitudinalement à la jambe afin d'être placé sensi-
blement hors de la trajectoire de l'écoulement d'air
sur les pales lorsque la turbine est déployée.
3. Ensemble selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que les moyens d'entraînement de la géné-
ratrice comprennent un train d'engrenages comportant
des roues (90, 91) à denture hélicoidale, en prise.
4. Ensemble selon la revendication 3, carac-
térisé en ce que les roues à denture hélicoidale ont des diamètres différents afin d'établir un rapport
de réduction de vitesse entre l'ensemble à moyeu rota-
tif et la génératrice.
5. Ensemble à turbine à pression d'air dynamique et mécanisme de déploiement, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble à moyeu rotatif (12) portant des pales (14, 15), une jambe (11) pivotant autour d'un axe situé à l'intérieur du fuselage d'un aéronef et supportant la turbine (10) afin qu'elle puisse être déplacée entre une position de repli à l'intérieur du fuselage de l'aéronef et une position de déploiement dans laquelle l'ensemble à moyeu rotatif est extérieur au fuselage de l'aéronef, et un dispositif générateur d'énergie placé à l'intérieur du fuselage de l'aéronef et comportant un élément mené tournant (20) qui peut tourner autour d'un axe aligné sur ledit axe de pivotement afin que le dispositif générateur d'énergie puisse être entraîné par l'ensemble à moyeu rotatif à l'aide de moyens de transmission comprenant une roue dentée (101) pouvant tourner sur ledit axe
de pivotement.
6. Ensemble selon la revendication 5, carac-
térisé en ce que le dispositif générateur d'énergie
est une pompe (75).
7. Ensemble selon la revendication 5, carac-
térisé en ce que le dispositif générateur d'énergie
est une génératrice électrique (80).
8. Ensemble à turbine à pression d'air dynamique et mécanisme de déploiement, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble à moyeu rotatif (12)
portant plusieurs pales (14, 15), une jambe (11) des-
tinée à supporter la turbine (10) afin qu'elle puisse être déplacée entre une position de repli à l'intérieur du fuselage d'un aéronef et une position de déploiement dans laquelle l'ensemble à moyeu rotatif est extérieur au fuselage de l'aéronef, des moyens de montage de la jambe afin qu'elle puisse pivoter autour d'un axe
situé à l'intérieur du fuselage de l'aéronef, un dispo-
sitif générateur d'énergie éloigné de l'ensemble à moyeu rotatif, ce dernier étant disposé de façon à
former un angle aigu avec la jambe, et des moyens d'en-
trainement reliant l'ensemble à moyeu rotatif au dis-
positif générateur d'énergie et comprenant un arbre menant (71) relié à l'ensemble à moyeu rotatif, un
arbre (92) pouvant tourner dans la jambe et une trans-
mission à engrenage à denture hélicoïdale reliant l'ar-
bre menant et ledit arbre pouvant tourner à l'intérieur
de la jambe.
9. Turbine à pression d'air dynamique comportant un ensemble (12) à moyeu rotatif portant plusieurs pales (14, 15), et un mécanisme de déploiement de cette turbine, caractérisée en ce qu'elle comporte une jambe (11) de support pouvant pivoter autour d'un axe et portant la turbine (10) afin qu'elle puisse
être déplacée entre des positions de repli et de déploie-
ment, des moyens à arbres tournants (92, 96) situés à l'intérieur de la jambe de support, un arbre menant
(71) relié à l'ensemble à moyeu, une première trans-
mission d'angle à engrenage à denture hélicoïdale reliant l'arbre menant auxdits moyens à arbres tournants, une seconde transmission d'angle à engrenage à denture hélicoïdale comportant une première roue dentée (101) pouvant tourner sur ledit axe de pivotement et une autre roue dentée (100) reliée aux moyens à arbres
tournants, et des moyens générateurs d'énergie compor-
tant un élément menant (20) pouvant tourner sur un axe aligné sur ledit axe de pivotement et en prise
avec ladite première roue dentée (101).
10. Turbine selon la revendication 9, carac-
térisée en ce que les moyens générateurs d'énergie
comprennent une pompe (75').
11. Turbine selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens générateurs d'énergie comprennent une génératrice (80') en ligne avec la pompe.
12. Turbine selon la revendication 9, carac-
térisée en ce qu'elle comporte une génératrice (80) comprenant un corps (52) définissant une partie de la longueur de la jambe de support, et un induit de
génératrice définissant une partie de la longueur des-
dits moyens à arbres tournants.
13. Turbine selon la revendication 12, caractérisée en ce que la première transmission d'angle à engrenage à denture hélicoïdale comprend deux roues
dentées (90, 91) en prise, ayant des diamètres diffé-
rents afin d'établir un rapport de réduction de vitesse
entre l'ensemble à moyeu rotatif et la génératrice.
14. Turbine selon la revendication 9, carac-
térisée en ce qu'au moins l'une desdites transmissions d'angle comporte des roues dentées en prise ayant des diamètres différents afin d'établir une réduction de vitesse dans l'entraînement des moyens générateurs
d'énergie par l'ensemble à moyeu rotatif.
15. Turbine selon la revendication 9, carac-
térisée en ce qu'elle comporte une génératrice (80)
comprenant un corps (52) qui définit une partie impor-
tante de la longueur de la jambe de support.
16. Turbine selon la revendication 15, caractérisée en ce que le corps de la génératrice est disposé longitudinalement à la jambe de support afin d'être placé sensiblement en dehors de la trajectoire de l'écoulement d'air sur les pales lorsque la turbine
est déployée.
17. Turbine selon la revendication 9, carac-
térisée en ce que les moyens générateurs d'énergie
comprennent une génératrice (80).
18. Turbine selon la revendication 9, carac-
térisée en ce que les moyens générateurs d'énergie
comprennent à la fois une pompe (75') et une généra-
trice (80') possédant chacune un élément mené (20)
qui est en prise avec ladite première roue dentée (101).
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| US4742976A (en) | 1988-05-10 |
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