FR2653176A1 - Dispositif d'actionnement pour la mise en place d'une tuyere d'echappement pouvant etre vectorisee. - Google Patents

Abstract

On décrit un dispositif simplifié d'actionnement pour mettre en place les volets divergents (16, 18) d'une tuyère d'échappement vectorisable à deux dimensions (10). Le dispositif comprend des bras de levier (31) présentant des surfaces à came (32; 34) fixées en pivotement aux arbres de manivelle (21, 23) des volets divergents. Un vérin (42) est fixé à la paroi latérale de la tuyère et reliée fonctionnellement à une barre de glissière (36; 38) comportant deux contre-cames (40) à chaque extrémité, lesquelles sont fixes l'une par rapport à l'autre, et viennent en contact avec les surfaces à came des bras de levier. La barre de glissière coulisse sur la paroi latérale de la tuyère de manière à permettre un déplacement radial par rapport à l'axe (108) de la tuyère. Lors du mouvement des volets convergents, les bras de levier se déplacent dans le sens axial et les contre-cames, en coopération avec les surfaces à came des bras de levier, programment l'angle relatif entre les volets divergents et par conséquent la surface de sortie de la tuyère. La vectorisation est obtenue par actionnement des vérins, ce qui a pour effet de déplacer les contre-cames dans la direction radiale, vers le haut ou vers le bas, d'où la rotation des volets divergents qui se déplacent à l'unisson vers le haut ou vers le bas. Application aux moteurs à turbine à gaz.

Description

La présente invention concerne des tuyères d'échappe-

ment de turbine à gaz pouvant être manoeuvrées en vol et,

plus particulièrement, des dispositifs d'actionnement permet-

tant de mettre en place les volets de vectorisation de tuyères d'échappement à deux dimensions. Les tuyères d'échappement augmenté à deux dimensions des moteurs à réaction, pouvant assurer une vectorisation de la poussée pour les manoeuvres en vol ou la vectorisation de la poussée pour les décollages courts sont conçues de manière à satisfaire une multitude de possibilités opérationnelles à l'intérieur de l'enveloppe de vol comme cela est représenté par les positions des volets d'une tuyère d'échappement indiquées en figures 1-3. En figures 1-3, on a représenté trois configurations d'une tuyère d'échappement 100 qui correspondent à une poussée axiale rectiligne, à une poussée vectorisée vers le bas, et à une poussée vectorisée vers le haut, respectivement. La tuyère 100 comprend des volets convergents 102 opposés de façon symétrique et des volets

divergents opposés 104 placés entre des parois latérales 106.

Les volets convergents opposés, les volets divergents oppo-

sés, et les parois latérales opposées définissent un trajet pour l'écoulement du courant d'échappement de la tuyère 100 indiqué par la flèche 120. Par rapport à l'axe 108 de la tuyère 100, le trajet d'écoulement du courant d'échappement peut être dirigé parallèlement à cet axe afin d'obtenir une -2 - poussée axiale pure sans post-combustion ou bien suivant un certain angle par rapport à l'axe 108 pour obtenir une poussée vectorisée comme cela est représenté en figures 2 et 3. En dehors de la vectorisation de la poussée, il est en outre souhaitable de moduler les volets divergents de manière à optimiser la surface de sortie de la tuyère en fonction de

la surface du col.

Les tuyères d'échappement à deux dimensions de la

technique antérieure, pouvant satisfaire chacune des confi-

gurations des volets qui sont représentées en figures 1, 2 et 3, utilisent un système d'actionnement indépendant afin de déplacer chacun des volets convergents et divergents. Cela se traduit par un grand nombre de systèmes d'actionnement, d'o des besoins accrus en charge hydraulique et une diminution de

la fiabilité.

En outre, dans les tuyères d'échappement à deux dimensions de la technique antérieure avec vectorisation de la poussée, les vérins de vectorisation pour les volets divergents sont généralement montés directement sur les volets convergents. Cette configuration se traduit par des

problèmes supplémentaires de fiabilité car le fluide hydrau-

lique doit être introduit dans les vérins montés sur les volets convergents mobiles par l'intermédiaire de coupleurs tournants ou de flexibles. De tels coupleurs tournants et de tels flexibles soulèvent généralement des problèmes de

fuites, altérant ainsi la fiabilité du système.

En outre, l'actionnement indépendant de chaque volet divergent peut provoquer des problèmes de sécurité positive car l'un des volets divergents pourrait s'ouvrir si son système d'actionnement était défaillant, d'o une réduction de la poussée et une vectorisation indésirable du courant des

gaz d'échappement.

En conséquence, la présente invention a pour objet un système d'actionnement simplifié permettant d'exécuter la modulation des volets divergents sans utilisation des vérins -3-

fixés aux volets convergents.

La présente invention a pour autre objet de réduire le nombre total des systèmes d'actionnement nécessaires pour la

modulation des volets divergents.

La présente invention a encore pour objet un système d'actionnement simplifié pour la modulation des volets divergents qui soit également capable de programmer le rapport entre l'aire de la section transversale de la sortie

de la tuyère et l'aire de la section transversale de son col.

Ce rapport sortie/col est déterminant pour maintenir des

performances élevées en vol, en particulier en vol superso-

nique avec rapport élevé des pressions.

Pour atteindre les objets précédents, on propose une tuyère d'échappement à deux dimensions pour moteur à turbine à gaz comprenant des parois latérales opposées, des volets convergents opposés à position variable, et des volets divergents opposés à position variable qui définissent une partie du trajet d'écoulement du courant d'échappement. La tuyère d'échappement comprend un moyen de manivelle pour les volets convergents afin de les supporter, et un moyen de manivelle à came, fixé en pivotement au moyen de manivelle des volets convergents, afin de les faire tourner, ou pivoter. La tuyère d'échappement comprend en outre un moyen pour actionner le moyen de manivelle à came, et un moyen à bras de liaison,s'étendant entre le moyen de manivelle à came et les volets divergents, pour transformer le mouvement du moyen de manivelle à came en mouvement de rotation des volets

divergents afin de vectoriser le courant d'échappement.

De préférence, le moyen de manivelle des volets

convergents comporte des premier et second arbres de mani-

velle qui sont disposés aux extrémités respectives amont des volets convergents opposés, et le moyen de manivelle à came comprend des première et seconde manivelles à came fixées en pivotement aux manivelles respectives des première et seconde manivelles des volets convergents, chaque manivelle à came -4- comportant, à chaque extrémité, un bras de levier présentant

une surface à came.

Dans le présent mode de réalisation préféré, le moyen permettant la rotation du moyen de manivelle à came comporte des première et seconde barres de glissière contiguës aux parois latérales de la tuyère d'échappement et reliant l'une à l'autre les extrémités respectives opposées des première et seconde manivelles à came. Les première et seconde barres de

glissière comportent chacune un contre-came à leurs extrémi-

tés distales qui sont en contact avec les surfaces à came respectives des première et seconde manivelles pour en provoquer le fonctionnement. Des premiers moyens de vérin sont prévus dans le but de déplacer les barres de glissière par rapport aux parois latérales et déplacer ainsi les contre-cames le long des surfaces à came respectives des bras de levier des manivelles à came afin de provoquer la rotation des manivelles et de mettre en place les volets divergents

pour obtenir un échappement vectorisé.

Le rapport entre les aires du col et de la sortie de la tuyère est programmé en réglant la surface de sortie de la tuyère en fonction de la position des volets convergents. La fonction est programmée en matière de forme de la surface à came de façon que, alors que les volets convergents sont mis en place, l'angle de chaque volet divergent par rapport à l'axe de la tuyère soit ajusté dans le but de maintenir une

surface de sortie prédéterminée pour la tuyère.

La suite de la description se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement: figure 1, une illustration schématique d'une tuyère d'échappement classique avec des volets divergents pouvant être vectorisés qui sont placés de manière à obtenir une poussée axiale rectiligne, figure 2, une illustration de la tuyère d'échappement de la figure 1, les volets divergents étant vectorisés dans la direction du bas; -5- figure 3, une illustration de la tuyère d'échappement de la figure 1, les volets divergents étant vectorisés dans la direction du haut; figure 4, une vue conceptuelle isométrique d'une tuyère d'échappement convergente et divergente à deux dimen-

sions qui incorpore un mode de réalisation du moyen d'action-

nement à came de la présente invention; figure 5, une vue de dessus d'une tuyère d'échappement convergente-divergente à deux dimensions, incorporant le moyen d'actionnement à came de la présente invention; figure 6, une vue de côté de la tuyère d'échappement de la figure 5; figure 7, une vue partielle avant de la tuyère d'échappement de la figure 5, et figure 8A, 8B et 8C, des vues schématiques de trois positions du moyen de manivelle à came et des volets convergents et divergents d'une tuyère d'échappement selon la présente invention; figure 9, une vue en coupe de dessus, dirigée vers la bas, d'une tuyère d'échappement convergente-divergente à deux dimensions qui incorpore la barre de glissière et le moyen

d'actionnement de la présente invention.

En figure 4, on a représenté les composants principaux d'une tuyère d'échappement 10, disposés dans leur ensemble

autour de l'axe 8 de la tuyère, selon la présente invention.

La tuyère 10 comprend des volets convergents opposés 12 et 14 reliés en pivotement à leurs extrémités aval à des volets divergents opposés respectifs 16 et 18 par des moyens bien connus dans la technique, tels que, sans que cela soit limitatif, des charnières 17 et 19. Les parois latérales de la tuyère 10 sont représentées en traits mixtes en figure 4 de manière à la rendre plus claire. Dans la configuration réelle de la tuyère 10, les volets convergents et divergents s'étendront latéralement à travers la tuyère entre les parois

latérales.

-6- Selon la présente invention, la tuyère d'échappement comprend des premier et second moyens de manivelle pour

supporter et faire tourner les volets convergents 12 et 14.

Selon la présente mise en oeuvre, le moyen de manivelle d'un volet convergent comporte une première manivelle 20 et une seconde manivelle 22, chacune supportant un volet convergent opposé respectif, 12 et 14. Chacune des première et seconde manivelles 20 et 22 représentées en figure 4 comporte des arbres 21 et 23 relativement rectilignes, afin de simplifier, et des premiers bras de levier 60 et 62 à leurs extrémités respectives. Dans la configuration réelle d'une tuyère d'échappement selon la présente invention, les arbres des manivelles des volets convergents pourraient présenter une légère rampe à partir de chaque extrémité dans la direction du centre de la tuyère, avec le contour intérieur de chaque volet convergent 12 et 14 correspondant généralement à la forme des manivelles 21 et 23. On décrira plus en détail une

telle configuration en liaison avec la figure 7.

Selon la présente invention, on prévoit des moyens de manivelles à came, fixés en pivotement aux moyens de manivelle des volets convergents, de manière à faire tourner ces derniers. Selon le présent mode de réalisation, le moyen de manivelle à came comprend une première manivelle à came 24 et une seconde manivelle à came 26. La première manivelle à came 24 comporte une première barre à came 25 qui est décalée par rapport à la première manivelle 20 en y étant fixée en pivotement par des pattes 27 et des pattes 29 à des pivots 28. D'une façon similaire, la seconde manivelle à came 26 est fixée en pivotement à la seconde manivelle 22 du volet convergent à des pivots 30 en utilisant une paire similaire de pattes ou extensions. On a représenté les pivots 28 et 30 sous forme d'une articulation à tourillon et chape, mais on peut utiliser n'importe quelle configuration pour les pivots 28 et 30 permettant aux manivelles à came respectives de pivoter par rapport à l'arbre respectif de la manivelle du -7 - volet convergent. A l'arbre 24 de la manivelle à came est fixé, à chaque extrémité, un bras de levier 31 présentant une

surface à came de manière à former une piste 32 pour came.

D'une façon similaire, la manivelle à came 26 comprend un bras de levier 33 et une piste à came 34 disposés à chacune de ses extrémités. Les pistes 32 et 34 commandant l'angle de rotation des manivelles 24 et 26 ont une construction identique et leur forme sera décrite plus en détail en

liaison avec les autres figures.

Selon la présente invention, la tuyère d'échappement comprend un moyen pour faire tourner à l'unisson les moyens de manivelle à came dans le même sens autour des pivots respectifs 28 et 30 de chaque manivelle 24 et 26. Selon le présent mode de réalisation, le moyen permettant de faire tourner à l'unisson les moyens de manivelle à came comprend des première et seconde barres de glissière 36 et 38. Chacune des première et seconde barres de glissière 36 et 38 comporte des contre-cames 40 à leurs extrémités. Les contre-cames 40 sont placées à l'intérieur d'une piste respective 32 et 34 et peuvent se déplacer le long de la piste respective. De préférence, les barres de glissière 36 et 38 sont contiguës à une paroi latérale respective 68 de la tuyère 10 en étant à l'intérieur de cette paroi. Des moyens de glissière 51, comme

représenté en figure 9, sont prévus pour éviter un déplace-

ment axial et aider au mouvement radial des barres de glissière 36 comme cela est illustré, mais sans que cela soit limitatif, grace à un moyen 53 de piste et rail dans lequel la piste 55 fixée à la paroi latérale 66 guide la barre de glissière 36 qui agit comme son propre rail. De préférence, la distance entre les contre-cames 40 des barres de glissière 36 et 38 est fixe, d'o le maintien d'un espacement minimum relativement fixe entre les jeux opposés des pistes 32 et 34 pour un emplacement axial et radial donné des barres de glissière. Cela fournit un moyen pour faire tourner encore les volets divergents 16 et 18 à l'unisson mais dans des 8 - directions opposées afin de maintenir la valeur désirée ou programmée du rapport des aires entre la surface de sortie et la surface du col. De plus, les barres de glissière et les contre-cames et pistes de came associées ont tendance à absorber les charges de traction imposées aux barres par la haute pression des gaz d'échappement agissant sur les volets divergents. Selon la présente invention, des premiers moyens de vérin sont prévus pour déplacer les barres de glissière vers le haut et vers le bas par rapport aux parois latérales, ce qui a pour effet de déplacer les contre-cames le long des pistes des manivelles à came et de faire tourner celles-ci

pour mettre en place les volets divergents pour un échappe-

ment vectorisé. Selon le présent mode de réalisation, les premiers moyens de vérin peuvent comprendre des pistons

hydrauliques 42 qui sont fixés à une paroi latérale respec-

tive de la tuyère par un moyen d'attachement représenté par un axe 43. On peut utiliser n'importe quel type classique de piston hydraulique 42 et, par conséquent, on ne procédera pas

à une description détaillée des pistons. Les pistons 42

provoquent le déplacement d'une barre de glissière 36 ou 38 dans le sens vertical par rapport aux parois de la tuyère par extension et retrait de leur tige 45. Ce déplacement vertical des barres de glissière permet le mouvement des pistes à came 32 et 34 par rapport aux contre-cames 40, d'o la rotation des manivelles 24 et 26 à l'unisson dans le même sens autour de leurs pivots respectifs 28, 30. Par unisson on entend que chaque volet pivote dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre suivant

approximativement le même nombre de degrés.

Selon la présente invention, la tuyère d'échappement comprend en outre un moyen de bras de biellette, s'étendant entre le moyen de manivelle à came et les volets divergents, pour transformer la course ou rotation du moyen de manivelle à came en mouvement des volets divergents, dans le but de -9 -

vectoriser le courant d'échappement sortant de la tuyère 10.

Selon le présent mode de réalisation, le moyen de bras de

biellette comprend des premiers bras 44 connectés en pivote-

ment à la manivelle 24, en s'étendant à partir d'elle, par une articulation 46 à chape et barre à came, ainsi qu'au volet divergent 16. Chaque bras 44 est relié en pivotement au

volet divergent 16 par une articulation à pivot ou chape 48.

La configuration de l'articulation 48 est standard et n'est pas déterminante pour le fonctionnement de la présente invention; par conséquent, on ne procédera pas à sa

description. D'une façon similaire, à la partie inférieure de

la tuyère, le moyen de bras de biellette comprend en outre des bras 50 s'étendant à partir d'une articulation 52 à chape et manivelle, d'une construction similaire à l'articulation 46. Chacun des bras 50 s'étend à partir de l'articulation 52 jusqu'au volet divergent 19 o il est relié par une articulation à chape ou pivot 54 semblable à la chape 48 reliant les bras 44 au volet divergent 16. Bien qu'on ait représenté deux bras de biellette comme s'étendant entre les manivelles à came respectives 24 et 26 et les volets divergents 16 et 18, ce nombre n'est pas limitatif dans la présente invention et on peut incorporer n'importe quel nombre de bras qui s'étendent à partir du nombre désiré d'articulations sur les manivelles 24 et 26. Cependant, la configuration représentée fournit l'équilibre de la force due à la pression des gaz d'échappement internes chauds agissant sur chacun des volets divergents 16 et 18 et de la force fournie par les vérins après positionnement par le mouvement

des bras de biellette respectifs 44 et 50.

Enfin, pour fournir des possitiblités opérationnelles et configurations supplémentaires pour les volets convergents et divergents définissant le trajet d'écoulement des gaz d'échappement de la tuyère 10, un second moyen d'actionnement est prévu pour faire tourner le moyen de manivelle du volet convergent dans le but de mettre sélectivement en place les

- 10 -

volets convergents 12 et 14 et programmer le rapport entre les aires des sections transversales du col 66 et de la sortie 67 de la tuyère. Selon le présent mode de réalisation,

le second moyen d'actionnement comprend des vérins hydrau-

liques 56 et 58 disposés à l'intérieur des parois latérales opposées de la tuyère 10. Les vérins hydrauliques 56 sont reliés à une extrémité respective de chacune des manivelles et 22 des volets convergents par des premiers bras de levier 60 et 62, lesquels sont à leur tour connectés au piston mobile 64 des vérins hydrauliques 56 et 58. Comme chaque vérin hydraulique 56 et 58 et ses bras 60, 62 et piston 64 respectifs ont la même construction, on ne décrira

ici la forme que de l'un d'entre eux.

Alors que le piston 64 du vérin hydraulique 56 se déplace dans le sens longitudinal, ou vers l'avant et vers l'arrière, par rapport à une paroi latérale respective de la tuyère 10 et de son axe 108, les bras de biellette 60 et 62 sont amenés à tourner pour mettre en rotation les manivelles

et 22 des volets convergents. Cette rotation des manivel-

les 20 et 22 provoque le déplacement des volets convergents 12 et 14 et simultanément le mouvement des volets divergents 16 et 18 par la rotation des pivots 28 et 30 qui sont fixés aux manivelles 20 et 22 respectives. Pour simplifier la

description de la présente invention, on peut envisager le

mouvement des volets convergents et divergents comme deux opérations séparées qui se produiraient simultanément à la rotation des manivelles des volets convergents. Tout d'abord, les manivelles 20 et 22 des volets convergents sont mises en rotation; les extrémités amont des volets convergents 12 et 14 se déplacent l'une vers l'autre soit pour agrandir soit pour réduire l'aire de la surface transversale du col 66 de la tuyère 10. En second lieu, comme les articulations 28 et s'étendent à partir des manivelles 20 et 22 des volets convergents, respectivement, elles tournent également alors que les arbres des manivelles des volets convergents sont

- 11 -

mises en rotation par la propre rotation des bras de levier et 62. En outre, cette rotation des articulations 28 et 30 provoque la rotation des manivelles à came 24 et 26 qui sont connectées en pivotement aux arbres respectifs des manivelles des volets convergents. Ainsi, alors que les articulations de pivotement 28 et 30 se déplacent jusqu'à une position différente sous l'effet de la rotation des manivelles 20 et 22 des volets convergents, les manivelles à came 24 et 26 se déplacent également, ou sont soumises à une rotation, ce qui se traduit par le mouvement des volets divergents 16 et 18 par l'intermédiaire des bras de biellette 44 et 50. Comme les manivelles à came 24 et 26 pivotent par rapport aux arbres 20 et 22 des manivelles des volets convergents aux articulations respectives 28 et 30, la course ou déplacement des volets divergents 16 et 18 est déterminée par la configuration particulière des manivelles à came 24 et 26, là o elles sont fixées aux articulations 28 et 30. En outre, une rotation supplémentaire des volets divergents 16 et 18 est contrôlée par l'angle du moyen de manivelle à came autour des articulations 28 et 30 par réglage de l'angle des pistes 32 qui commandent le pivotement de la manivelle à came autour des articulations 28 et 30. La programmation de ces angles est effectuée en concevant une forme, ou courbure, des pistes

à came 32, qu'on peut utiliser pour programmer la configura-

tion optimale du rapport des aires des surfaces col/sortie pour les divers réglages des volets convergents ou aire de la

surface du col. La pression de l'écoulement des gaz d'échap-

pement dans la tuyère a tendance à entraîner les volets verticalement vers l'extérieur par rapport à l'axe 108 de la tuyère; cependant, comme ils sont articulés, ou limités dans

leur translation, par les diverses articulations et biel-

lettes, les biellettes respectives contrôlent ou limitent le

degré auquel ils tournent ou sont soumis à une translation.

Les volets divergents pourraient s'ouvrir jusqu'à un angle de 90 degrés si la rotation n'était pas limitée par les bras de

- 12 -

levier ou les pistes 32. Par l'effet de came des pistes, on

contrôle les angles de rotation des volets divergents.

Par une conception appropriée de la configuration des manivelles 24 et 26 et des pistes à came 32 et 34, le mouvement des barres de glissière 36 et 38 et de leurs contre-cames respectives 40 le long des pistes 32 et 34 permettra la mise en place des volets divergents 16 et 18 pour une vectorisation dans le sens du tangage du courant d'échappement sortant de la tuyère 10 et l'optimisation du rapport entre les aires des surfaces du col et de la sortie de la tuyère. Une telle configuration appropriée des manivelles à came 24 et 26 et des pistes à came 32 et 34 apparaîtra plus

clairement en liaison avec les figures et description

suivantes. En figures 5, 6 et 7, on a représenté, respectivement, une vue de dessus, une vue de côté, et une vue avant partielle d'une tuyère d'échappement 10 selon la présente invention. En figure 5, on a représenté la manivelle à came 24, la manivelle 20 pour volet convergent, et le pivot 28 de la manivelle à came 24 sur la manivelle 20. A l'extrémité la plus à l'extérieur de la manivelle 24, la piste à came 32 s'étend longitudinalement à l'intérieur de la paroi latérale 68 de la tuyère 10. D'une façon similaire, bien que cela ne soit pas représenté en figure 5, à l'extrémité opposée de la

manivelle à came 24, l'autre piste 32 s'étend longitudinale-

ment à l'intérieur de la paroi latérale opposée. Les bras de biellette 44 sont également représentés en figure 5 comme s'étendant entre la chape 46 bras de levier-manivelle et le

volet divergent 16.

En figure 6, on a représente la barre de glissière 36 comme s'étendant entre la piste à came 32 et la piste à came 34, les contre-cames 40 étant disposées dans une piste respective. La figure 6 représente en outre le vérin hydraulique 42 permettant de déplacer la barre de glissière 36 vers le haut et vers le bas en figure 5, et le vérin

- 13 -

hydraulique 56 reliant les bras de biellette 60 et 62 à l'arbre 20 de la manivelle du volet convergent. Alors que le piston 64 du vérin 56 se déplace longitudinalement, par exemple de la gauche vers la droite et de la droite vers la gauche de la figure 6, les bras 60 et 62 font tourner les arbres 20 et 22 des manivelles des volets convergents de manière à mettre en place ces volets et faire varier l'aire

de la surface transversale du col 66.

La figure 7 est une vue avant partielle de la tuyère d'échappement 10 des figures 5 et 6, dans laquelle on a représenté la légère rampe, dirigée vers le haut, de la manivelle 20 du volet convergent entre la paroi latérale 68 et l'axe 108 de la tuyère. Comme représenté en figure 7, le volet divergent 16 peut également présenter un contour légèrement cambré vers le haut, dans la direction de l'axe 108, pour être apparié au contour légèrement cambré vers le

haut de la manivelle 20 et du volet convergent 12.

La course des barres de glissière 36 et 38 et de leurs contre-cames associées par rapport aux pistes 32 et 34 alors que les volets se déplacent vers les diverses positions correspondant aux conditions de la tuyère d'échappement multi-fonctions à deux dimensions 10 se voit le mieux en figures 8A, 8B et 8C. Dans ces trois figures, on a représenté les manivelles 20 et 22 des volets convergents au-dessus et au-dessous de l'axe 70 de la tuyère sous forme de deux cercles. Dans chaque cas, l'un des deux cercles correspond à la section transversale de la manivelle du volet convergent à l'extrémité la plus à l'extérieur de la manivelle, alors que l'autre cercle correspond à la section transversale de la

manivelle à son centre. Deux cercles représentent la mani-

velle du volet convergent car, comme représenté en figure 7, cette manivelle présente un léger contour ou rampe dans la direction du centre de la tuyère à partir de chacun de ses cotés. En outre, dans chacune des figures 8A, 8B et 8C, on a représenté la première barre de glissière 36 sous forme d'une

- 14 -

ligne droite s'étendant entre la piste 32 et la piste 34 de chaque côté de l'axe 70. En figure 8A, les volets convergents 12 et 14 sont mis en place pour fournir une post-combustion maximum, l'aire de la surface du col 66 étant maximum. Les volets divergents 16 et 18 sont représentés dans une position vectorisée, dans la direction du haut par rapport à l'axe 70, dans cette position de post-combustion maximum. En outre, les bras de biellette 62 sont poussés jusqu'à leur position la plus en avant par le second vérin hydraulique 56 de manière à mettre en place les volets convergents 12 et 14 dans une position rendant maximum l'aire de la surface de la section

transversale du col 66.

En figure 8B, le piston 64 du second vérin 56 a été extrait de manière à entraîner les bras de levier 60 et 62 vers l'arrière, le long de l'axe 70, de façon à faire tourner l'arbre 20 des volets convergents dans le sens des aiguilles d'une montre et de l'arbre 20 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre comme cela est représenté respectivement par les flèches 72 et 74. Une telle rotation des arbres 20 et 22 fournit un mouvement double des volets convergents et des

volets divergents. Dans le premier cas, les volets conver-

gents 12 et 14 sont entraînés dans le trajet d'écoulement du courant d'échappement dans le but de réduire l'aire de la surface de la section transversale du col 66. De cette façon,

la configuration de la présente invention permet la program-

mation du rapport des aires des surfaces de la section transversale du col et de la section transversale de la sortie des volets divergents 16 et 18. Simultanément, la rotation des arbres de manivelle 20 et 22, commereprésenté en figure 8B, provoque le déplacement des articulations 28 et dans la même direction car celles-ci sont fixées aux arbres respectifs 20 et 22. Ce mouvement fait tourner les manivelles à came 24 et 26 et transforme leur rotation en mouvement des volets divergents 16 et 18 par l'intermédiaire des bras de biellette 44 et 50. Cependant, cette rotation des

- 15 -

arbres de manivelle 20 et 22 ne change pas la vectorisation, ou orientation relative, des volets divergents 16 et 18 par rapport à l'axe 70 car une telle variation de l'orientation des volets divergents permettant d'avoir un effet sur la vectorisation est accomplie par le mouvement des barres de glissière 36 et 38 dans la direction du haut ou dans la direction du bas par rapport à l'axe 70 dans le but de

déplacer les pistes à came 32 et 34 par rapport aux contre-

cames 40 à chaque extrémité des barres de glissière respec-

tives.

En figure 8C, les arbres 20 et 22 de manivelle des volets convergents ont subi une nouvelle rotation sous l'effet d'une rotation supplémentaire des bras de biellette

et 62 dans la direction de l'arrière suivant l'axe 70.

Cette poursuite de la rotation des arbres 20 et 22 dans les directions 72 et 74, respectivement, a pour effet d'amener ensemble les volets divergents 16 et 18 à l'axe 70, d'o le blocage de l'écoulement du courant des gaz d'échappement suivant l'axe de la tuyère. Dans la position représentée en figure 8C, les volets d'inversion de la poussée sont ouverts et le trajet d'écoulement du courant des gaz d'échappement est dirigé par les tuyères d'inversion de la poussée pour un décollage et un atterrissage courts. On remarquera que dans chacune des configurations représentées en figures 8A, 8B et 8C, l'espacement relatif des pistes à came 32 et 34 est maintenu par les barres de glissière rigides 36 et 38. Dans chacune des deux configurations représentées en figures 8A et

8B, la vectorisation des volets divergents 16 et 38 s'effec-

tue par déplacement des barres de glisisère 36 et 38 vers le

haut et vers le bas sous l'effet du premier vérin 42.

Avec la configuration des moyens d'actionnement à came de la présente invention, la totalité de la modulation des volets convergents, y compris la programmation du rapport entre les aires de la surface de la section transversale du col et de la surface de sortie de la tuyère, et la

- 16 -

vectorisation du courant d'échappement de la tuyère ne nécessitent que deux systèmes hydrauliques d'actionnement. De plus, chaque vérin hydraulique est fixé à la structure et ne tourne pas, ce qui évite d'avoir à recourir à des coupleurs flexibles pouvant provoquer des problèmes de fiabilité à cause des fuites du fluide hydraulique. Ce système simplifié de modulation des volets, selon la présente invention,

présente donc les avantages d'une haute fiabilité, d'excel-

lentes performances en matière de sécurité positive, d'une charge réduite pour les vérins hydrauliques, et d'un coût et d'un poids moins grands car le nombre total des systèmes d'actionnement hydrauliques pour la manipulation des volets est plus faible. De plus, comme les volets divergents sont connectés par l'intermédiaire des barres de glissière, les forces dues à la pression sont équilibrées sur chacun des

volets dans le mode vectorisé et sont sensiblement équili-

brées dans le mode non-vectorisé, d'o une force minimale demandée aux vérins hydrauliques pour maintenir les volets dans la position nonvectorisée. Cela se traduit par une force moyenne plus faible pour les vérins et une capacité hydraulique réduite. Comme on l'a indiqué précédemment, un tel équilibrage des pressions agissant sur les volets pendant

la non-vectorisation permettra aussi d'améliorer les perfor-

mances du système en matière de sécurité positive. Par exemple, si l'un des vérins hydrauliques est défaillant, l'autre vérin pourra fournir une vectorisation partielle par le déplacement partiel de l'un des volets divergents. En outre, la programmation mécanique des rapports des aires des surfaces du col et de la sortie, fournie par l'agencement des arbres à came de la présente invention, confère des aptitudes

supplémentaires en matière de sécurité positive. Plus spécia-

lement, la défaillance complète des vérins des volets

divergents se traduira par l'inaptitude à vectoriser l'échap-

pement de la tuyère sans affecter la possibilité de program-

mer le rapport entre les aires des surfaces de la sortie et

du col dans le mode non-vectorisé.

- 17 -

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Tuyère d'échappement (10) pour moteur à turbine à gaz, à deux dimensions, comportant des parois latérales opposées (68), des volets convergents opposés (12, 14), et des volets divergents opposé (16, 18) à position variable définissant une partie du trajet d'écoulement du courant d'échappement, caractérisée en ce qu'elle comprend: un moyen de manivelle pour volet convergent destiné à supporter lesdits volets convergents; un moyen de manivelle à came, fixé en pivotement au moyen de manivelle de volet convergent, afin de mettre en place les volets divergents; un moyen pour faire tourner le moyen de manivelle à came; un moyen de bras de biellette, s'étendant à partir du moyen de manivelle à came jusqu'aux volets divergents, pour transformer la course du moyen de manivelle à came en mouvement des volets divergents afin de vectoriser le courant d'échappement.

2. Tuyère selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de manivelle des volets convergents comporte des première et seconde manivelles (20; 32) disposées aux extrémités amont respectives des volets convergents opposés, et le moyen de manivelle à came comporte des première et

seconde manivelles (24, 26) fixées en pivotement aux manivel-

les respectives des première et seconde manivelles des volets convergents, chaque manivelle à came présentant une surface à

came (32; 34) à ses deux extrémités.

3. Tuyère selon la revendication 2, caractérisée en ce que le moyen permettant de faire tourner le moyen de manivelle à came comporte des première et seconde barres de glissière (36, 38) s'étendant en étant contiguës aux parois latérales et reliant les extrémités respectives opposées des première et seconde manivelles à came, les première et

seconde barres de glissière comportant chacune une contre-

- 18 -

came (40) à ses deux extrémités pour accouplement à des

surfaces à came respectives des première et seconde manivel-

les à came.

4. Tuyère selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen permettant de faire tourner le moyen de manivelle à came comporte en outre un moyen de vérin (42) pour déplacer les barres de glissière (36, 38) par rapport aux parois latérales (68) et déplacer ainsi les contre- cames (40) le long des surfaces à came respectives (32, 34) des manivelles à came (24, 25) et pour faire tourner les manivelles à came de manière à mettre en place les volets

divergents pour obtenir un échappement vectorisé.

5. Tuyère d'échappement (10) de moteur à turbine à gaz, à deux dimensions, comportant des parois latérales opposées (68), des volets convergents opposés (12, 14) à position variable, et des volets divergents opposés (16, 18) à position variable qui définissent une partie du trajet d'écoulement du courant des gaz d'échappement, caractérisée en ce qu'elle comprend: un moyen de manivelle de volet convergent pour mettre en place les volets convergents; un moyen pour faire tourner le moyen de manivelle des volets convergents; un moyen de manivelle à came, fixé en pivotement au moyen de manivelle des volets convergents, afin de mettre en place les volets divergents; un moyen pour faire tourner le moyen de manivelle à came; un moyen de bras de biellette (44), s'étendant entre le moyen de manivelle à came et les volets divergents, afin de transformer la course du moyen de manivelle à came en mouvement des volets divergents et vectoriser le courant des

gaz d'échappement.

6. Tuyère selon la revendication 5, caractérisée en ce que le moyen de manivelle des volets convergents comprend des

- 19 -

première et seconde manivelles (20, 22) disposées aux extrémités amont respectives des volets convergents opposés, et le moyen de manivelle à came comporte des première et seconde manivelles à came (24, 25) fixées en pivotement à des manivelles respectives parmi les première et seconde manivel-

les des volets convergents, chaque manivelle à came présen-

tant une surface à came (32, 34) à ses deux extrémités.

7. Tuyère selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen pour faire tourner le moyen de manivelle à came comporte des première et seconde barres de glissière (36, 38) s'étendant en étant contiguës aux parois latérales et reliant les extrémités respectives opposées des première et seconde manivelles à came, les première et seconde barres de glissière comportant chacune une contre-came (40) à leurs extrémités pour accouplement avec des surfaces à came

respectives des première et seconde manivelles à came.

8. Tuyère selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen pour faire tourner le moyen de manivelle à came comporte en outre un moyen de vérin (42) pour déplacer les barres de glissière par rapport aux parois latérales et

déplacer ainsi les contre-cames le long de surfaces respec-

tives à came des manivelles à came et faire tourner les manivelles à came pour mettre en place les volets divergents

et obtenir un échappement vectorisé.

9. Tuyère selon la revendication 5, caractérisée en ce que le moyen permettant de faire tourner le moyen de manivelle de volet convergent comprend des premier et second arbres de manivelle (21, 23) disposés aux extrémités amont respectives de chaque volet convergent opposé, un moyen de bras de levier (31), s'étendant à partir d'au moins une extrémité de chaque arbre de manivelle en étant sensiblement contigu à au moins l'une des parois latérales, de manière à faire tourner les arbres de manivelle, et un moyen de vérin (56; 58) pour déplacer le moyen de bras de levier afin de mettre sélectivement en place les volets convergents et

- 20 -

ajuster l'aire de la surface de la section transversale du

trajet d'écoulement du courant des gaz d'échappement.