FR2999239A1

FR2999239A1 - Inverseur de poussee de nacelle et nacelle equipee d'au moins un inverseur

Info

Publication number: FR2999239A1
Application number: FR1261918A
Authority: FR
Inventors: Pierre Caruel
Original assignee: Aircelle SA
Current assignee: Safran Nacelles SAS
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-13
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: FR2999239B1; CN104854335B; US9677502B2; CN104854335A; WO2014091140A1; CA2893633A1; EP2932077A1; RU2015128041A; US20150260126A1

Abstract

La présente invention concerne un inverseur de poussée de nacelle de turboréacteur, ainsi qu'une nacelle équipée d'au moins un inverseur de poussée tel que précité, ledit inverseur de poussée comprenant : - au moins un capot externe (2), réalisé en deux demi-capots 3 articulés sur des charnières (5), mobiles en translation depuis une position dite de fermeture vers au moins une position dite d'ouverture, - des premiers moyens d'actionnement (8) en translation du cadre aval (18), - des seconds moyens d'actionnement (9) en rotation de chaque demi-capot (3), - des moyens de verrouillage/déverrouillage (7) des demi-capots (3) entre eux, - des moyens d'inversion de poussée (13), comprenant au moins des grilles de déviation (14) supportées en leur extrémité amont (15) par un cadre amont (16) et en leur extrémité aval (17) par un cadre aval (18) et renfermé dans une enveloppe (19) formée par un carter de soufflante (20) et par un capot de soufflante (11),des moyens de liaison (21) entre le cadre aval (18) et le capot externe (2).

Description

La présente invention concerne un inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur, ainsi qu'une nacelle pour turboréacteur intégrant un inverseur de poussée, selon l'invention. Dans les avions multi-moteurs, chaque moteur est logé dans une 5 nacelle faisant office à la fois de support et de capot du moteur. Généralement, cette nacelle est reliée directement ou par l'intermédiaire d'un mât, soit à la voilure, soit au fuselage de l'avion. En plus de loger le turboréacteur, la nacelle peut également recevoir différents systèmes mécaniques annexes, et notamment un système 10 mécanique d'actionnement d'inverseur de poussée. L'inverseur de poussée est un dispositif qui permet de diriger le flux d'air généré par le turboréacteur vers l'avant, permettant à la fois de raccourcir la distance d'atterrissage et également de limiter la sollicitation des freins au niveau des atterrisseurs. 15 De manière générale, une nacelle présente une structure sensiblement tubulaire, avec une entrée d'air en amont du turboréacteur, suivi d'une section médiane destinée à entourer une soufflante de turboréacteur, une section aval intégrant à la fois les moyens d'inversion de poussée et entourant la chambre de combustion du turboréacteur. 20 La nacelle comprend en outre, en son extrémité aval, une tuyère d'éjection du flux sortant du turboréacteur. Les technologies les plus modernes utilisent des turboréacteurs double flux ; dans ces turboréacteurs, on vient générer par l'intermédiaire des pales de la soufflante, à la fois un flux d'air chaud dit flux primaire, et un flux 25 d'air froid dit flux secondaire. Ce second flux dit d'air froid circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un passage annulaire également appelé veine, cette veine étant formée entre un carénage du turboréacteur et la paroi interne de la nacelle. Dans ce type de moteur, l'inverseur de poussée vient obstruer 30 totalement ou partiellement la veine de flux d'air froid, afin de rediriger ce flux vers l'avant de la nacelle. Il existe plusieurs technologies différentes pour réaliser ces inverseurs de poussée. Une technologie particulièrement intéressante parce qu'elle réduit 35 la longueur de la nacelle et par conséquent limite à la fois la masse de cette dernière et sa traînée, consiste à concevoir des inverseurs de poussée à grilles mobiles dans lesquelles les grilles sont logées entre les carters et le capot de la soufflante, lors d'un fonctionnement en jet direct de la nacelle. Dans ce type d'inverseur de poussée, l'inversion est réalisée en translatant le capot externe avec les grilles qui sortent ainsi de leur logement et 5 permettent la redirection du flux d'air vers l'avant. La présente invention se situe dans cette catégorie d'inverseur de poussée à grilles mobiles. Par ailleurs, il existe également deux types principaux de structures de nacelle, à savoir un premier type dans lequel le capot externe est formé 10 avec deux demi capots, de forme sensiblement hémi- cylindrique, ces deux demi capots étant articulés en partie supérieure sur des charnières sensiblement parallèles à la direction de translation du capot externe. La liaison entre les deux demi capots est réalisée par des verrous disposés en partie inférieure. 15 Un deuxième type de structure de la nacelle est dite structure monobloc ou structure en 0 dans lequel le capot externe est formé d'une seule pièce cylindrique. La présente invention se situe dans le domaine des nacelles de la première catégorie citée, couramment appelée nacelle de structure en D. 20 En résumé, la présente invention constitue un perfectionnement aux nacelles à structure en D, et à inverseur de poussée à grilles mobiles. Comme pour tout type de nacelle, des opérations de maintenance sont à prévoir régulièrement et pour ce faire, il est nécessaire de pouvoir accéder à l'intérieur de la nacelle et, par exemple au turboréacteur, ou encore 25 aux dispositifs annexes et notamment à la structure interne de l'inverseur. Dans le type de dispositif spécifique dans lequel s'inscrit l'invention, on réalise l'accès à l'intérieur de la nacelle en effectuant le déverrouillage au niveau des deux demi capots permettant une ouverture en « papillon », après avoir préalablement réalisé un déverrouillage ente les grilles mobiles et les 30 demi capots. On comprend bien que ce double déverrouillage est particulièrement désavantageux, d'une part la déconnexion des grilles mobiles est rendue compliquée par un accès restreint au système de déconnexion, et, d'autre part, ce double système de déverrouillage augmente de manière 35 préjudiciable le poids de la nacelle ; enfin ce double système de déverrouillage augmente également les dimensions de la nacelle et du capot associé.

Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant une nacelle avec un inverseur de poussée dans lequel l'accès au moteur est autorisé par une seule action manuelle de déverrouillage. Un autre but de la présente invention est de proposer une nacelle dans laquelle l'accès au moteur peut être réalisé indifféremment lorsque le capot externe est translaté en arrière, correspondant à la position jet indirect ou encore vers l'avant correspondant à la position jet direct. Un autre but de la présente invention est de proposer une nacelle dans laquelle l'accès au moteur peut être réalisé lorsque le capot de soufflante est fixe ou fermé. Un autre but de la présente invention est de proposer une nacelle dont le poids et les dimensions sont améliorés par rapport aux nacelles de structure en D, avec inverseur à grilles mobiles, classiquement utilisées jusqu'à présent.

A cet effet, l'invention concerne un inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur, comprenant : - au moins un capot externe, réalisé en deux demi-capots articulés sur des charnières, mobiles en translation depuis une position dite de fermeture vers au moins une position dite d'ouverture, - des premiers moyens d'actionnement en translation du cadre aval, - des seconds moyens d'actionnement en rotation de chaque demi-capot, - des moyens de verrouillage/déverrouillage des demi-capots entre eux, - des moyens d'inversion de poussée, comprenant au moins des grilles de déviation supportées en leur extrémités amont par un cadre amont, et en leur extrémité aval par un cadre aval, et renfermés dans une enveloppe formée par un carter de soufflante et par un capot de soufflante, - des moyens de liaison entre le cadre aval et le capot externe, et tels que, selon l'invention, les moyens de liaison de l'inverseur permettent de maintenir la solidarisation entre le capot externe et le cadre aval lors de l'actionnement des premiers moyens de l'actionnement en translation et de désolidariser le capot externe dudit cadre aval lors de l'actionnement des seconds moyens d'actionnement en rotation après déverrouillage desdits demi-capots, de manière à assurer l'accès à l'intérieur de la nacelle en une seule opération manuelle de déverrouillage.

L'invention concerne également une nacelle ou turboréacteur d'aéronef, comprenant au moins un inverseur de poussée selon l'invention. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et en référence aux 10 dessins ci-annexés parmi lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une nacelle de turboréacteur réalisée conformément à l'invention dans une position de maintenance ; - la figure 2 est une vue en coupe de la nacelle représentée à la 15 figure 1 et centrée sur la partie médiane de la nacelle au niveau des grilles mobiles ; - la figure 3 est une vue en coupe de la nacelle telle que représentée à la figure 2, la nacelle étant disposée en jet inverse ; 20 - la figure 4 représente une vue agrandie du détail de réalisation noté là la figure 2, - la figure 5 représente, selon une vue en perspective, les moyens de liaison en position déconnectée. 25 On se reporte à la figure 1 représentant une nacelle 1 de turboréacteur (non représenté), disposée en configuration de maintenance avec un capot externe 2 réalisé avec deux demi-capots 3, reliés à la partie supérieure de la nacelle 4, cette partie supérieure 4 étant destinée à servir d'interface de liaison avec un mât réacteur non représenté dans les dessins 30 annexés. On voit dans cette figure qu'il s'agit bien d'une nacelle 1 de type structure en D, avec donc deux demi-capots 3 articulés en leur partie supérieure à l'aide de charnières 5 et comportant à leur extrémité inférieure 6 des moyens de verrouillage/déverrouillage des demi-capots 3 entre eux. 35 Le cadre aval peut effectuer un mouvement de translation vers l'arrière à l'aide des premiers moyens d'actionnement 8 qui lui sont reliés.

Le capot externe 2 peut effectuer un mouvement de translation vers l'arrière, et également lorsque le capot externe 2 est déverrouillé, des seconds moyens d'actionnement 9 permettent un déplacement en rotation de chaque demi-capot 3.

On voit également représentés à cette figure 1 la soufflante 10 et le capot de soufflante 11. On se reporte cette fois plus particulièrement aux figures 2 et 3, où on voit représentées plus en détail différentes parties de la nacelle 1, et notamment un inverseur de poussée 12, ladite nacelle 1 étant en position jet 10 direct à la figure 2, et en positon jet inversé à la figure 3. Comme représenté à la figure 2, l'inverseur de poussée 12 comprend des moyens d'inversion 13, avec des grilles de déviation 14. Ces grilles de déviation 14 sont supportées en leur extrémité amont 15 par un cadre amont 16 et en leur extrémité aval 17 par un cadre aval 18. 15 Dans une variante de réalisation de l'invention, le cadre amont 16 permet d'assurer simplement la liaison des grilles de déviation 14 entre elles. Dans la configuration en jet direct, on voit que ces grilles de déviation 14 sont refermées dans une enveloppe 19 formée par le carter de soufflante 20, et par le capot de soufflante 11. 20 Les moyens d'inversion de poussée 13 comportent en outre des moyens de liaison 21 entre le cadre aval 18 et le capot externe 2. Comme on le voit en se reportant cette fois principalement à la figure 3, les moyens de liaison 21 permettent de maintenir la solidarisation entre le capot externe 2 et le cadre aval 18, lors de l'actionnement des 25 premiers moyens d'actionnement 8. On voit ainsi à la figure 3 que les premiers moyens d'actionnement 8 ont entraîné le cadre aval 18, et les grilles de déviation 14 qui lui sont solidaires vers l'arrière et que cette translation vers l'arrière de ce cadre aval 18 a entraîné le déplacement suivant cette même direction du capot externe 2.. 30 En se reportant cette fois plus particulièrement à la figure 4, on voit représentée en détail la partie notée en majuscule sur la figure 2. Ce détail permet de visualiser plus précisément les moyens de liaison 21 entre le cadre aval 18, solidaire des grilles de déviation 14, et le capot externe 2 par l'intermédiaire du cadre inter-panneau 22.

Selon le mode de réalisation préféré, illustré aux figures 1 à 4, les moyens de liaison 21 comprennent une cannelure 23 coopérant avec un couteau 24. La cannelure 23 est solidaire du cadre aval 18, tandis que le 5 couteau 24 est solidarisé au capot externe 2 par l'intermédiaire du cadre inter-panneau 22. A ce niveau, il est important de noter qu'éventuellement, dans un autre mode de réalisation, la cannelure 23 pourrait être solidaire du capot externe 2, tandis que le couteau 24 serait solidaire du cadre aval 18. 10 Il est également envisageable de créer un couteau 24 dont la géométrie autorise une fixation directe sur le capot externe 2. Enfin, suivant une autre variante de réalisation, on pourra réaliser le cadre aval 18 et la cannelure 23 d'une seule et même pièce. Comme représenté à la figure 4, on voit que l'extrémité 24 du 15 couteau est engagée dans la cannelure 23, de sorte que lorsque les premiers moyens d'actionnement 8 sont activés, les grilles de déviation 14 et le cadre aval 18 passent de la position illustrée à la figure 2 à celle de la figure 3, c'est-à-dire vient en translation sur l'arrière entraînant à son tour la cannelure 23 qui, coopérant avec le couteau 24, vient également entraîner et par conséquent 20 déplacer également vers l'arrière .le capot externe 2. Lorsque les premiers moyens d'actionnement 8 sont activés pour revenir en position jet direct, c'est-à-dire pour passer de la position illustrée à la figure 3 à celle de la figure 2, l'entraînement s'effectue de la même manière c'est-à-dire que les grilles de déviation 14 et le cadre aval 18 sont entraînés 25 vers l'avant en direction du capot de la soufflante 11 à l'intérieur de leur enveloppe 19., déplaçant par la même la cannelure 23 qui coopère avec le couteau 24 et vient repositionner le capot externe 2 à sa position initiale. En se reportant à nouveau à la figure 1, on voit que les deux demi-capots 3 sont en partie relevés permettant l'accès au turboréacteur et par 30 ailleurs, on voit que les grilles de déviation 14, ainsi que le cadre aval 18 ne sont plus connectés au capot externe 2. Pour ce faire, l'opérateur actionne les seconds moyens d'actionnement 9, après avoir au préalable déverrouillé de demi-capots 3 à partir des moyens de verrouillage/déverrouillage 7. 35 Le déverrouillage des demi-capots 3 permet à ces derniers de pivoter autour de l'axe formé par leurs charnières 5 respectives.

Les seconds moyens d'actionnement 9 permettent la mise en rotation de chaque demi-capot 3, à savoir leur relèvement pour les opérations d'accès à l'intérieur de la nacelle 1 ou encore lorsque les opérations de maintenance sont effectuées, leur abaissement en vue de réaliser à nouveau le verrouillage des demi-capots 3 entre eux. Notons qu'à cet effet, les seconds moyens d'actionnement en rotation 9 comportent des vérins de commande d'ouverture 31 ces vérins de commande 31 étant d'un part attachés d'un côté soit aux grilles de déviation 14, soit dans une variante de réalisation au cadre aval 18, et d'autre part, de l'autre côté, à un élément solidaire du capot externe 2. Lorsque la nacelle sera destinée à loger des moteurs de petite taille, la mise en rotation des demi-capots 3 peut être réalisée manuellement. A cet effet, une tige de verrouillage sera étendue et verrouillée manuellement pour assurer le maintien de l'ensemble en position ouverte.

En se reportant cette fois à la figure 5, représentant les moyens de liaison 21 en position déconnectée, on comprend que lorsque le capot externe 2 ou plus exactement lorsque les demi-capots 3 entrent en rotation, le couteau 24, solidaire du capot externe, entre également en rotation et la tête du couteau 24 sort de la cannelure 23.

La déconnexion entre le capot externe 2 et le cadre aval 18 est ainsi obtenue automatiquement lors de l'actionnement des seconds moyens d'actionnement 9, grâce à la structure particulière des moyens de liaison 21. De ce fait, il n'est plus nécessaire comme dans l'état de la technique de venir réaliser deux opérations manuelles de déverrouillage, à 25 savoir une au niveau des grilles de déviation 14 et la seconde au niveau des demi-capots 3. Cette structure des moyens de liaison 21 est donc particulièrement avantageuse par rapport aux solutions existantes dans les domaines des nacelles de type structure en D à grilles mobiles, puisqu'elle assure à la fois un 30 entraînement fiable en translation entre les grilles de déviation 14 et le capot externe 2, tout en assurant une déconnexion entre ces éléments, lorsque les seconds moyens d'actionnement 9 viennent relever les demi-capots 3. Un autre avantage de cette structure est que le désengagement du couteau 24 par rapport à la cannelure 23 peut être réalisé quel que soit la 35 position du capot externe 2 par rapport au carter de la soufflante 20, c'est-à- dire lorsque la nacelle 1 est en position de jet direct, de jet inversé ou encore pour toute position intermédiaire entre ces deux positions extrêmes. En se reportant à nouveau à la figure 4, on voit que la cannelure 23 est reliée à une pièce de jonction 25. Cette pièce de jonction 25 est destinée à 5 assurer la continuité aérodynamique avec le bord de déviation 26 du carter de la soufflante 20. De manière avantageuse, on peut voir que cette pièce de jonction 25 qui a de préférence un profil sensiblement en V, porte également, sur sa face interne 27, un joint d'étanchéité 28.Ce joint d'étanchéité 28 est en contact 10 avec le bord de déviation 26 du carter de la soufflante, empêchant la création d'un flux secondaire entre le carter de la soufflante et l'avant des volets, lorsque la nacelle 1 est en position de jet direct.e manière avantageuse, le joint d'étanchéité 28 comporte une base 29 assujettie à la pièce de jonction 25, ainsi qu'une partie tubulaire creuse 30 venant en contact avec le bord de déviation 15 26, la partie tubulaire creuse 30 permettant un écrasement du joint sur la paroi du bord de déviation 26, améliorant par la même l'étanchéité de cette zone. Selon un mode de réalisation avantageux, on prévoit également, au niveau d'une extrémité des grilles de déviation 14 une coopération avec le mât réacteur de la nacelle. L'extrémité de la grille 14 permet un coulissement 20 de la grille le long de ce dernier permettant de collaborer avec une suspension moteur positionnée au niveau de gilles de déviation 14. Cette coopération est obtenue, avantageusement, à l'aide d'un rail en U permettant la reprise des effort verticaux appliqués à ladite extrémité des grilles. Grâce à la présente invention, on dispose d'une nacelle 1 équipée 25 d'un inverseur de poussée 12, dans laquelle il n'est pas nécessaire de disposer des éléments de sécurité et de verrouillage entre les grilles de déviation 14 et d'autres ensembles fixes de la nacelle 1, permettant ainsi un accès facilité au moteur, un poids et un volume réduit pour la nacelle 1, tout en assurant de manière fiable, le passage de jet direct à jet inversé et réciproquement.

30 Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation décrit de cet inverseur de poussée et de cette nacelle, d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à l'Homme du Métier, tout en restant dans la portée définie par les revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS1. Inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur, comprenant : - au moins un capot externe (2), réalisé en deux demi-capots (3) articulés sur des charnières (5), mobiles en translation depuis une position dite de fermeture vers au moins une position dite d'ouverture, - des premiers moyens d'actionnement (8) en translation d'un cadre aval (18), - des seconds moyens d'actionnement (9) en rotation de chaque demi-capot (3), - des moyens de verrouillage/déverrouillage (7) des demi-capots (3) entre eux, - des moyens d'inversion de poussée (13), comprenant au moins des grilles de déviation (14) supportés en leur extrémité amont (15) par un cadre amont (16) et en leur extrémité aval (17) par un cadre aval (18) et renfermé dans une enveloppe (19) formée par un carter de soufflante (20) et par un capot de soufflante (11),des moyens de liaison (21) entre le cadre aval (18) et le capot externe (2), ledit inverseur étant caractérisé en ce que les moyens de liaison (21) permettent de maintenir la solidarisation entre le capot externe (2) et le cadre aval (18), lors de l'actionnement des premiers moyens d'actionnement (8) en translation et de désolidariser le capot externe (2) dudit cadre aval (18) lors de l'actionnement des seconds moyens d'actionnement (9) en rotation après déverrouillage desdits demi-capots (3), de manière à assurer l'accès à l'intérieur de la nacelle (1) en une seule opération manuelle du déverrouillage.
2. Inverseur de poussée selon la revendication 1, dans lequel les moyens de liaison (21) comprennent une cannelure (23) solidaire du cadre aval (18) ou du capot externe (2) et un couteau (24) solidaire respectivement du capot externe (2) ou du cadre aval (18), la cannelure (23) et le couteau (24) coopérant de sorte à assurer leur entraînement lors d'un mouvement en translation, et leur désolidarisation selon un mouvement en rotation du couteau (24) par rapport à la cannelure (23).
3. Inverseur de poussée selon la revendication 2, dans lequel la cannelure (23) est solidaire du cadre aval (18) et le couteau (24) est solidaire du capot externe (2).
4. Inverseur de poussée selon la revendication 3, dans lequel le cadre aval (18) et la cannelure (23) forment une pièce unique.
5. Inverseur de poussée selon l'une ou l'autres des revendications 3 ou 4, dans lequel la cannelure (23) est solidaire d'une pièce de jonction (25), assurant une continuité aérodynamique avec le bord de déviation (26), porté par le carter de soufflante (20). 10
6. Inverseur de poussée selon la revendication 5, dans lequel la pièce de jonction (25) porte sur sa face interne (27) un joint d'étanchéité (28), ledit joint (28) étant en contact avec ledit bord de déviation (26) du carter de soufflante (20).
7. Inverseur de poussée selon la revendication 6, dans lequel le 15 joint d'étanchéité (28) comporte une partie tubulaire creuse (30), permettant un écrasement du joint d'étanchéité (28) sur la paroi du bord de déviation (26).
8. Inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel le couteau (24) est fixé sur un cadre inter- panneau (22), solidaire du capot externe (2). 20
9. Inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les seconds moyens d'actionnement (9) comportent des vérins (31) de commande de l'ouverture attaché d'une part aux grilles de déviation (14) ou au cadre aval (18), et d'autre part au capot externe (2). 25
10. Inverseur de poussée suivant l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel une extrémité des grilles coopère avec le mât réacteur autorisant un coulissement de la grille le long de ce dernier permettant de collaborer avec une suspension moteur positionnée au niveau de gilles de déviation (14) 30
11. Nacelle pour turboréacteur, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un inverseur de poussée (12), selon l'une quelconque revendication précédente.