FR2958688A1 - Ensemble propulsif pour aeronef muni de moyens d'inversion de poussee - Google Patents

Abstract

Cet ensemble propulsif est du type comprenant une nacelle et, à l'intérieur de cette nacelle, un turboréacteur double-flux comprenant lui-même un carter de soufflante (10) dans lequel sont situés une soufflante et un ensemble d'aubes de redressement de flux (15). Cet ensemble propulsif est remarquable en ce qu'il comprend des moyens d'inversion de poussée (17) situés entre ladite soufflante et ledit ensemble d'aubes (15).

Description

La présente invention se rapporte à un ensemble propulsif pour aéronef, muni de moyens d'inversion de poussée. On connaît de la technique antérieure des ensembles propulsifs du type comprenant une nacelle et, à l'intérieur de cette nacelle, un turboréacteur.

Plus particulièrement, on connaît de tels ensembles dans lesquels le turboréacteur est à double flux : un flux dit « primaire » ou « chaud », circulant à l'intérieur du moteur du turboréacteur, et un flux dit « secondaire » ou « froid », circulant à la périphérie de ce moteur, dans une veine délimitée d'une part par le carter extérieur de ce moteur, et d'autre part par la paroi interne de la nacelle. Ces deux flux d'air se divisent en aval de la soufflante du turboréacteur, pour rejoindre respectivement ledit moteur et ladite veine. De manière générale, la poussée du turboréacteur est assurée en majeure partie par le flux secondaire.

Aussi, un moyen efficace de freinage de l'aéronef à l'atterrissage consiste-t-il à dévier vers l'avant de l'aéronef au moins une partie de ce flux secondaire : on utilise pour cela des moyens dits d'inversion de poussée, bien connus en soi. En règle générale, ces moyens d'inversion de poussée, qui sont du type à portes (ouverture de portes pivotantes vers l'extérieur de la nacelle permettant de rabattre le flux secondaire vers l'avant) ou à grilles (coulissement de panneaux découvrant des grilles de déviation du flux secondaire vers l'avant), sont situés en aval du carter de la soufflante du turboréacteur, dans une partie de la nacelle conçue de manière spécifique pour incorporer ces moyens d'inversion. Cette partie spécifique de la nacelle possède un poids important en raison de tous les organes d'inversion de poussée fixes et mobiles qu'elle incorpore, et elle induit nécessairement une longueur globale de nacelle importante.

La présente invention a notamment pour but de supprimer ces inconvénients. On atteint ce but de l'invention avec un ensemble propulsif du type comprenant une nacelle et, à l'intérieur de cette nacelle, un turboréacteur double-flux comprenant lui-même un carter de soufflante dans lequel sont situés une soufflante et un ensemble d'aubes de redressement de flux, cet ensemble propulsif étant remarquable en ce qu'il comprend des moyens d'inversion de poussée situés entre ladite soufflante et ledit ensemble d'aubes. Grâce à ces caractéristiques, on peut s'affranchir d'une structure spécifique d'inverseur de poussée en aval du carter de soufflante, ce qui permet de simplifier l'ensemble de la nacelle et de réduire sa longueur globale. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de l'ensemble propulsif selon l'invention : - lesdits moyens d'inversion de poussée comprennent une pluralité de fenêtres formées dans ledit carter de soufflante, entre ladite soufflante et lesdites aubes de redressement, et des moyens de renvoi du flux d'air secondaire vers l'extérieur et vers l'avant de la nacelle, à travers lesdites fenêtres ; - lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent lesdites aubes de redressement de flux, mobiles entre une position de fonctionnement normal dans lequel elles autorisent le passage de flux d'air secondaire, et une position d'inversion de poussée dans laquelle elles empêchent ce passage ; - lesdites aubes de redressement de flux sont montées chacune pivotante autour d'un axe sensiblement radial ; - lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent en outre une pluralité de grilles de déviation du flux d'air secondaire réparties entre ledit carter de soufflante et la peau extérieure de ladite nacelle, en regard desdites fenêtres, et des panneaux intérieurs mobiles entre une position de fonctionnement normal, dans laquelle ils assurent la continuité aérodynamique le long dudit carter, et une position d'inversion de poussée, dans laquelle ils permettent la circulation du flux d'air à travers lesdites grilles de déviation ; - lesdits panneaux intérieurs sont montés coulissants sur ledit carter entre une position où ils obturent lesdites fenêtres, et une position où ils libèrent ces fenêtres : ce fonctionnement coulissant des panneaux intérieurs est très simple et est compatible avec l'espace disponible entre le carter de la soufflante et la peau extérieure de la nacelle ; - lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent des volets d'inversion de poussée, montés pivotants sur ledit carter de soufflante en amont desdites aubes de redressement, entre une position de fonctionnement normal dans laquelle ils autorisent le passage de flux d'air secondaire et obturent lesdites fenêtres, et une position d'inversion de poussée dans laquelle ils empêchent ce passage et libèrent lesdites fenêtres ; - lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent des panneaux extérieurs disposés en regard desdites fenêtres, montés pivotants sur la peau extérieure de ladite nacelle entre une position sensiblement tangentielle de fermeture, et une position sensiblement radiale d'ouverture : ces panneaux extérieurs fonctionnent ainsi à la manière des lattes d'une persienne, et leur actionnement de concert peut être réalisé de manière très simple, par exemple par une bague annulaire rotative ; - lesdits panneaux extérieurs sont adaptés pour assurer la déviation du flux d'air secondaire : on peut de la sorte s'affranchir de grilles de déviation séparées de ces panneaux extérieurs, ce qui est extrêmement avantageux en terme de poids et de simplification de la structure ; à noter que l'on peut aussi envisager d'associer à ces panneaux extérieurs tout autre moyen de déviation du flux d'air secondaire, tels que des déflecteurs de forme appropriée couplés mécaniquement à ou solidaires de ces panneaux extérieurs ; - lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent des portes disposées en amont desdites aubes de redressement, aptes à 20 pivoter vers l'extérieur de la nacelle. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci-annexées dans lesquelles : - la figurel représente en perspective l'extérieur de la partie amont 25 d'un ensemble propulsif selon l'invention, en configuration de vol (jet direct), - la figure 2 représente en perspective l'intérieur de cette partie amont, la soufflante ayant été ôtée, - la figure 3, analogue à la figure 1, représente cette partie amont 30 en configuration d'inversion de poussée, - la figure 4 représente, en perspective, une vue de détail de la zone III de l'ensemble représenté à la figure 3, - la figure 5, analogue aux figures 1 et 3, représente ledit ensemble après enlèvement de sa peau extérieure, 35 - la figure 6 représente ce même ensemble après enlèvement des grilles d'inversion de poussée, - la figure 7 représente une vue de détail de la zone VII de la figure 6, correspondant à une configuration d'inversion de poussée, - la figure 8, qui est une vue de détail de la zone VIII de la figure 9, représente les aubes de redressement de flux de l'ensemble susmentionné, en cours de rotation vers leur position d'obturation, - la figure 9 est une vue en perspective prise par l'arrière de l'ensemble susmentionné, les aubes de redressement de flux étant représentées en position d'obturation, la figure 10 est une vue en coupe axiale de la zone de détail X de l'ensemble de la figure 1, cet ensemble se trouvant en configuration d'inversion de poussée, - la figure 11, analogue à la figure 6, représente un autre mode de réalisation d'un ensemble selon l'invention, en configuration de vol (jet direct), - la figure 12 est une vue de devant de l'ensemble de la figure 11, - les figures 14 et 15 sont des vues analogues à celles des figures 11 et 12 (la soufflante ayant été ôtée pour faciliter les explications), l'ensemble étant représenté en configuration d'inversion de poussée, et - la figure 13 est une vue analogue à celle de la figure 4, montrant une autre disposition possible des panneaux extérieurs disposés sur la peau extérieure de la nacelle. Sur l'ensemble de ces figures, on a représenté un repère XYZ, dont les directions représentent classiquement les directions longitudinales, 25 transversales et verticales de l'aéronef auxquelles l'ensemble propulsif qui va être décrit est destiné à être associé. On se reporte à présent aux figures 1 et 2, sur lesquelles on a représenté la partie amont d'un ensemble propulsif selon l'invention. Cette partie amont comprend une entrée d'air 1 munie d'une lèvre 30 d'entrée d'air 3 destinée à canaliser l'air extérieur vers le moteur (non représenté) de l'ensemble propulsif selon l'invention. Sur sa face extérieure, la lèvre d'entrée d'air 3 est prolongée en aval par une peau extérieure d'entrée d'air 5, et sur sa face intérieure, classiquement, par une structure d'absorption acoustique 7, telle qu'une 35 structure en nid d'abeille.

La peau extérieure 5 de l'entrée d'air 1 est prolongée en aval par un capot de soufflante 9 muni d'une ouverture annulaire 11 entre les deux bords de laquelle est monté un ensemble de panneaux extérieurs 13, pivotant chacun autour d'un axe entre une position fermée visible aux figures 1 et 2, et une position ouverte visible aux figures 3 et 4. A l'intérieur de l'entrée d'air 1, les éléments d'absorption acoustique 7 sont prolongés en aval par un carter de soufflante 10, sorte de virole cylindrique à l'intérieur de laquelle est montée rotative la soufflante du moteur (cette soufflante ayant été ôtée sur la figure 2, pour faciliter les explications).

En aval de la position que doit occuper la soufflante, et toujours à l'intérieur du carter de soufflante 10, sont disposées des aubes de redressement de flux (OGV) 15, qui en général sont fixes, mais qui, selon un premier mode de réalisation de l'invention, sont montées chacune pivotante autour d'axes sensiblement radiaux.

Comme cela est visible sur la figure 4, lorsque les panneaux extérieurs 13 sont en position ouverte, ils permettent la circulation d'air vers l'extérieur de la nacelle. Comme cela est visible à la figure 5, où le capot de carter de soufflante 9 a été ôté à des fins d'explication, des éventuelles grilles de déviation 17 sont disposées de manière sensiblement régulière sur toute la périphérie du carter de soufflante 9. Ces grilles sont dites « éventuelles » car, comme cela sera expliqué plus loin, on peut envisager des variantes dans lesquelles on s'affranchit de ces grilles.

Chacune des éventuelles grilles de déviation 17 comporte des lamelles 19 orientées de manière à pouvoir renvoyer vers l'extérieur et vers l'avant de l'entrée d'air 1, le flux d'air dit secondaire poussé par la soufflante et circulant dans une veine d'air sensiblement annulaire disposée autour du moteur (non représenté) du turboréacteur de l'ensemble propulsif selon l'invention. Comme cela est visible sur la figure 5, les éventuelles grilles de déviation 17 sont disposées en amont des aubes de redressement du flux 15. On se reporte à présent à la figure 6, se déduisant de la figure 5 par enlèvement des éventuelles grilles de déviation, à des fins explicatives.

Comme cela est visible sur cette figure 6, dans sa partie située juste en amont des aubes de redressement de flux 15, le carter de soufflante 10 comporte sur toute sa périphérie un ensemble de fenêtres 23 obturables par des panneaux intérieurs 21. En position fermée représentée à la figure 6, correspondant à une situation de fonctionnement normal (en vol û «jet direct ») de l'ensemble propulsif selon l'invention, chaque panneau 21 est situé sous une éventuelle grille de déviation respective 17. En position d'inversion de poussée, chaque panneau 21 coulisse vers l'avant du carter de soufflante 10, grâce à des moyens de rails/glissières appropriés, de manière à atteindre la position visible à la figure 7, dans laquelle les fenêtres 23 situées sous chaque éventuelle grille de déviation 17 sont dégagées. Plus particulièrement, la course de chaque panneau intérieur 21 est représentée par la ligne 25 de la figure 7 : cette course peut être obtenue grâce à des rails disposés sur des organes fixes 27 séparant les fenêtres 23 les unes des autres. La position des rails est indicative et peut par exemple être utilisée pour assurer la fermeture de la zone avant entre la veine de flux d'air secondaire et la peau extérieure de la nacelle. En se reportant à présent aux figures 8 et 9, on peut voir que chaque aube 15 peut donc, grâce à un pivotement autour d'un axe sensiblement radial associé A, passer d'une position de fonctionnement normal, dans lequel ces aubes autorisent le passage du flux secondaire d'air brassé par la soufflante, à une position d'obturation, visible à la figure 9, dans laquelle ces aubes 15 sont sensiblement jointives, et empêchent ainsi le passage dudit flux d'air secondaire.

Sur la figure 10, on peut voir l'ensemble des organes susmentionnés en position d'inversion de poussée : les panneaux extérieurs 13 ont pivoté vers leur position d'ouverture, à la manière des lattes d'une persienne ; les panneaux intérieurs 21 ont coulissé vers l'avant du carter de soufflante 9, libérant ainsi les fenêtres 23, et les aubes de redressement de flux 15 ont pivoté vers leur position d'obturation. Le mode de fonctionnement de l'ensemble propulsif dont la partie amont vient d'être décrite résulte directement des explications qui précèdent. En mode de fonctionnement normal, c'est-à-dire en dehors des situations d'atterrissage, les panneaux extérieurs 13 et les aubes de redressement de flux 15 se trouvent dans la position représentée aux figures 1 et 2.

Les panneaux intérieurs 21 se trouvent dans la position de fermeture représentée à la figure 6. Dans cette configuration, l'air brassé par la soufflante (non représentée) passe à travers les aubes de redressement de flux 15, rejoint la veine de fonctionnement d'air, et est éjecté en aval de l'ensemble propulsif selon l'invention, permettant ainsi la propulsion de l'aéronef (configuration dite de « jet direct »). La fermeture des panneaux extérieurs 13 assure la continuité aérodynamique du capot de soufflante 9, et la fermeture des panneaux intérieurs 21 assure la continuité aérodynamique à l'intérieur du carter de soufflante 10. Lors de l'atterrissage de l'aéronef, lorsque l'on souhaite optimiser le freinage, il convient de diriger le flux d'air secondaire vers l'avant de l'ensemble propulsif.

Pour ce faire, on place les panneaux extérieurs 13 et les panneaux intérieurs 21 en position d'ouverture, comme cela est représenté aux figures 3, 4 et 10. On place par ailleurs les aubes de redressement de flux 15 dans leur position d'obturation, comme cela est visible à la figure 9.

Ce faisant, on empêche la circulation du flux d'air secondaire vers sa veine associée, et on le dirige à travers les éventuelles grilles de déviation 17 et donc vers l'extérieur et vers l'avant de l'ensemble propulsif, de par l'orientation appropriée des lamelles 19. Comme on l'aura compris à la lumière de la description qui précède, l'ensemble propulsif qui vient d'être décrit permet de déporter en amont des aubes de redressement de flux le dispositif d'inversion de poussée, ce qui permet de s'affranchir d'un dispositif d'inversion classique, disposé en aval de ces aubes : on peut de la sorte réduire sensiblement l'encombrement longitudinal de l'ensemble propulsif, et obtenir un gain de poids important.

De plus, la répartition du système d'inversion de poussée sur toute la périphérie de l'ensemble propulsif permet d'obtenir un remarquable équilibrage des efforts en jeu pendant les phases d'inversion de poussée, garantissant ainsi une moindre fatigue pour l'ensemble des pièces concernées. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représenté, fourni à titre uniquement illustratif.

C'est ainsi par exemple que l'on pourrait envisager une variante dans laquelle les panneaux mobiles extérieurs 13 rempliraient la fonction des éventuelles grilles de déviation 17 : on pourrait de la sorte s'affranchir de ces grilles, la déviation du flux d'air secondaire pour l'inversion de poussée étant alors assurée par ces panneaux 13 eux-mêmes placés en position ouverte. On peut de plus envisager un autre mode de réalisation de l'invention, décrit aux figures 11 à 15. Dans cet autre mode de réalisation, les aubes de redressement de flux 15 peuvent être fixes, et le blocage du flux d'air secondaire se fait par des volets 30 (voir figures 11, 14 et 15) disposés en amont de ces aubes, et articulés sur le carter de soufflante 10 entre une position de vol (« jet direct ») dans laquelle ils obturent les fenêtres 23 (voir figures 11, 12 et 13), et une position d'inversion de poussée dans laquelle ils obturent la veine de flux d'air secondaire (voir figures 14 et 15).

Bien que cela n'ait pas été représenté sur les figures 11 et 14, dans un souci de clarté, il faut comprendre bien évidemment qu'en regard des fenêtres 23 se trouvent des éventuelles grilles de déviation analogues aux grilles 17 du mode de réalisation précédent. A noter que l'on peut prévoir, notamment pour ce mode de réalisation, que les panneaux mobiles extérieurs 13 articulés sur le capot de soufflante 9 à la manière des lames d'une persienne, soient disposés en épi, comme cela est visible sur la figure 13. Dans encore un autre mode de réalisation, non représenté, on pourrait envisager un système d'inversion de poussée à portes disposé entre la 25 soufflante et les aubes de redressement de flux 15.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble propulsif du type comprenant une nacelle et, à l'intérieur de cette nacelle, un turboréacteur double-flux comprenant lui-même un carter de soufflante (10) dans lequel sont situés une soufflante et un ensemble d'aubes de redressement de flux (15), cet ensemble propulsif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'inversion de poussée (13, 17, 21, 23 ; 30) situés entre ladite soufflante et ledit ensemble d'aubes (15).
2. 2. Ensemble propulsif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'inversion de poussée comprennent une pluralité de fenêtres (23) formées dans ledit carter de soufflante (10), entre ladite soufflante et lesdites aubes de redressement (15), et des moyens de renvoi du flux d'air secondaire vers l'extérieur et vers l'avant de la nacelle, à travers lesdites fenêtres (23).
3. 3. Ensemble propulsif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent lesdites aubes de redressement de flux (15), mobiles entre une position de fonctionnement normal dans lequel elles autorisent le passage de flux d'air secondaire, et une position d'inversion de poussée dans laquelle elles empêchent ce passage.
4. 4. Ensemble propulsif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites aubes de redressement de flux (15) sont montées chacune pivotante autour d'un axe sensiblement radial (A).
5. 5. Ensemble propulsif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent en outre une pluralité de grilles de déviation (17) du flux d'air secondaire réparties entre ledit carter de soufflante (10) et la peau extérieure de ladite nacelle, en regard desdites fenêtres (23), et des panneaux intérieurs (21) mobiles entre une position de fonctionnement normal, dans laquelle ils assurent la continuité aérodynamique le long dudit carter (10), et une position d'inversion de poussée, dans laquelle ils permettent la circulation du flux d'air à travers lesdites grilles de déviation (17).
6. 6. Ensemble propulsif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits panneaux intérieurs (21) sont montés coulissants sur ledit carter 35 (10) entre une position où ils obturent lesdites fenêtres (23), et une position où ils libèrent ces fenêtres (23).
7. 7. Ensemble propulsif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent des volets d'inversion de poussée (30), montés pivotants sur ledit carter de soufflante (10) en amont desdites aubes de redressement (17), entre une position de fonctionnement normal dans laquelle ils autorisent le passage de flux d'air secondaire et obturent lesdites fenêtres (23), et une position d'inversion de poussée dans laquelle ils empêchent ce passage et libèrent lesdites fenêtres (23).
8. 8. Ensemble propulsif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent des panneaux extérieurs (13) disposés en regard desdites fenêtres (23), montés pivotants sur la peau extérieure (9) de ladite nacelle entre une position sensiblement tangentielle de fermeture, et une position sensiblement radiale d'ouverture.
9. 9. Ensemble propulsif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits panneaux extérieurs (13) sont adaptés pour assurer la déviation du flux d'air secondaire et le renvoyer vers l'avant.
10. 10. Ensemble propulsif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de renvoi du flux d'air secondaire comprennent des portes disposées en amont desdites aubes de redressement, aptes à pivoter vers l'extérieur de la nacelle.