FR2999240A1 - Systeme de synchronisation pour dispositif d'inversion de poussee - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif d'inversion (1) de poussée pour nacelle de turboréacteur comportant au moins deux capots (11, 12) montés chacun mobile en translation par rapport à une structure fixe entre une position amont de fermeture dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle, et une position aval d'ouverture dans laquelle il ouvre un passage dans la nacelle, caractérisé en ce que le dispositif d'inversion de poussée comprend au moins un câble de synchronisation (2) tendu entre les deux capots mobiles de manière à présenter une première extrémité (111) rattachée à un point amont d'un premier capot, une deuxième extrémité (121) rattachée à un point aval du deuxième capot, et les points de rattachement amont et aval étant déterminés par rapport à une zone médiane fixe (3) de passage du câble entre les deux capots.

Description

La présente invention se rapporte au domaine des inverseurs de poussée pour nacelle d'aéronef. Un avion est mû par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle abritant également un ensemble de dispositifs d'actionnement annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Ces dispositifs d'actionnement annexes comprennent notamment un dispositif d'inversion de poussée. Une nacelle présente généralement une structure tubulaire comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur et intégrant éventuellement le dispositif d'inversion de poussée, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.

L'ensemble propulsif constitué par la nacelle et le turboréacteur est accroché à une structure fixe de l'aéronef, telle une aile ou une partie d'un fuselage, par un pylône ou mât d'accrochage ou de suspension. Les nacelles modernes sont destinées à abriter un turboréacteur double flux apte à générer par l'intermédiaire des pâles de la soufflante en rotation un flux d'air chaud (également appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur, et un flux d'air froid (flux secondaire) qui circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un passage annulaire, également appelé veine, formé entre un carénage du turboréacteur et une paroi interne de la nacelle. Les deux flux d'air sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de la nacelle. Une nacelle comprend généralement une structure externe, dite Outer F ixed Structure (OFS), qui définit, avec une structure interne concentrique de la section arrière, dite Inner Fixed Structure (IFS), entourant la structure du turboréacteur proprement dite en arrière de la soufflante, un canal annulaire d'écoulement, encore appelé veine secondaire, visant à canaliser un flux d'air froid, dit secondaire, qui circule à l'extérieur du turboréacteur. Le rôle d'un inverseur de poussée est, lors de l'atterrissage d'un avion, d'améliorer la capacité de freinage de celui-ci en redirigeant vers l'avant au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur. Dans cette 35 phase, l'inverseur obstrue la veine du flux froid et dirige ce dernier vers l'avant de la nacelle, générant de ce fait une contre-poussée qui vient s'ajouter au freinage des roues de l'avion. Les moyens mis en oeuvre pour réaliser cette réorientation du flux froid varient suivant le type d'inverseur. Cependant, dans tous les cas, la structure d'un inverseur comprend des capots mobiles déplaçables entre, d'une part, une position déployée dans laquelle ils ouvrent dans la nacelle un passage destiné au flux dévié, et d'autre part, une position d'escamotage dans laquelle ils ferment ce passage. Ces capots peuvent remplir une fonction de déviation ou simplement d'activation d'autres moyens de déviation.

Dans le cas d'un inverseur à grilles, également connu sous le nom d'inverseur à cascade, la réorientation du flux d'air est effectuée par des grilles de déviation, le capot n'ayant qu'une simple fonction de coulissage visant à découvrir ou recouvrir ces grilles. Des portes de blocage complémentaires, également appelées volets, activées par le coulissement du capotage, permettent généralement une fermeture de la veine en aval des grilles de manière à optimiser la réorientation du flux froid. De façon connue, les grilles de déviation sont montées sur un cadre avant servant de partie fixe du dispositif d'inversion de poussée et rattaché à un carter de la soufflante du turboréacteur. Ce cadre avant assure 20 également le support de vérins d'actionnement des capots mobiles. Le plus souvent, la section aval de nacelle est réalisée à partir de deux demi structures sensiblement hémicylindriques situées, en partie supérieure (dite 12 heures), de part et d'autre d'un mât réacteur de rattachement du turboréacteur à l'avion et liées entre elles en partie inférieure 25 (dite 6 heures). Les demi-structures sont rattachées au mât réacteur par l'intermédiaire d'une demi-poutre supérieure, et comprennent également une demi-poutre inférieure. Ces demi-poutres inférieure et supérieure sont équipées de rails de coulissement pour le capot mobile d'inversion de poussée 30 de la demi-structure correspondante. Lorsque le dispositif d'inversion de poussée comprend ainsi plusieurs capots mobiles, un aspect important est leur synchronisation. En effet, il est important que les capots se déplacent simultanément et soient précisément coordonnés. A défaut, tout décalage entre les capots mobiles peut 35 conduire à des phénomènes, d'arc-boutement, voire de blocage desdits capots.

Il est connu d'effectuer la synchronisation des capots mobiles au niveau d'actionneurs de ces derniers, notamment dans le cas d'actionneurs électriques dont la position de déploiement ou de rétractation peut être contrôlée de manière précise, notamment grâce à des systèmes d'arbres de transmission flexibles entre un moteur électrique et ses actionneurs. Cela est en revanche plus difficilement réalisable avec des actionneurs de type pneumatique ou hydraulique. Actuellement, le seul système permettant de maintenir les capots synchronisés est donc cette synchronisation mécanique mise en oeuvre au 10 niveau des actionneurs. Un exemple d'un tel système est décrit dans le document WO 2009/147333. En cas de rupture d'un des éléments de ce système d'actionnement (par exemple rupture d'un vérin mais également d'un arbre flexible de transmission), la synchronisation n'est plus assurée et les capots 15 mobiles peuvent se décaler de plusieurs centaines de millimètres sous l'effet notamment des chargements aérodynamiques et/ou inertiels, ce qui peut entraîner, comme mentionner précédemment, arc-boutement, blocage, voire rupture et casse des capots. Sur les programmes existants, il y a généralement deux capots 20 mobiles (gauche et droit) et trois actionneurs par capot mobile. Ces capots sont également en général plus raides dans une direction axiale du fait de lignes aérodynamiques plus épaisses entre les lignes interne et externe. Ceci rend ces capots coulissants plus tolérants à une rupture d'un élément du système d'actionnement. 25 Certains systèmes d'inversion de poussée n'utilisent toutefois que deux vérins par capot mobile et les lignes aérodynamiques interne et externe des capots sont rapprochées, ce qui diminue fortement leur raideur axiale. Une autre solution pour augmenter la tenue structurale des capots, et assurer leur synchronisation, est utilisée sur des dispositifs d'inversion de 30 poussée ne comprenant qu'un unique capot mobile sensiblement périphérique, et consiste à relier à 12h, au niveau du pylône, les deux côtés du capot coulissant par une pièce structurale traversant de part en part le mât moteur. Un inconvénient majeur de cette solution est que lorsque le capot coulisse recule pour se mettre en position d'inversion de poussée, la pièce structurale 35 recule également ce qui oblige à prévoir une large saignée dans le mât moteur, ce qui n'est bien évidemment pas optimal pour sa tenue structurale.

Il existe donc un besoin pour un système de synchronisation complémentaire ne reposant pas sur les actionneurs. Pour ce faire, la présente invention se rapporte à un dispositif d'inversion de poussée pour nacelle de turboréacteur comportant au moins deux capots montés chacun mobile en translation par rapport à une structure fixe selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la nacelle entre une position amont de fermeture dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle, et une position aval d'ouverture dans laquelle il ouvre un passage dans la nacelle, caractérisé en ce que le dispositif d'inversion de poussée comprend au moins un câble de synchronisation tendu entre les deux capots mobiles de manière à présenter une première extrémité rattachée à un point amont d'un premier capot, une deuxième extrémité rattachée à un point aval du deuxième capot, et les points de rattachement amont et aval étant déterminés par rapport à une zone médiane fixe de passage du câble entre les deux capots. Ainsi, grâce au câble tendu, le deuxième capot ne peut pas reculer plus que le premier capot. En revanche, le recul du premier capot permet d'augmenter la longueur de câble disponible pour le deuxième capot et donc son recul de la même longueur. Il en va de même pour la fermeture desdits capots. Ce câble permet d'obtenir une synchronisation indépendante des actionneurs de l'inverseur de poussée et permet donc de pallier toute défaillance de ces derniers. En outre, la présente invention repose sur l'utilisation de 25 composants fiables et simples et ne nécessite pas de modifications importantes de l'architecture des capots coulissant. L'impact sur la masse de l'ensemble est faible. Selon un mode préféré de réalisation, les capots sont disposés de part et d'autre d'une structure fixe au niveau de laquelle est définie la zone 30 médiane de passage du câble. De manière préférentielle, que la structure fixe comprend une poutre longitudinale. Avantageusement, la poutre longitudinale est une poutre supérieure dite 12 heures. Préférentiellement, la structure fixe participe à une structure 35 d'accrochage à un mât de rattachement. 2 9992 40 5 Selon un mode de réalisation avantageux, la zone médiane fixe de passage du câble de synchronisation est définie au moins en partie à l'aide d'une ou plusieurs poulies de renvoi. De manière avantageuse, le dispositif d'inversion de poussée 5 comprend deux câbles de synchronisation croisés. Préférentiellement, le câble de synchronisation est maintenu en tension à l'aide d'au moins un galet tendeur. Avantageusement, le dispositif comprend au moins un verrou de recul associé au capot mobile auquel le câble est rattaché en amont. 10 La présente invention se rapporte également à une nacelle de turboréacteur comprenant un tel dispositif d'inversion de poussée. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui suit en regard du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une représentation simplifiée de la structure d'un 15 dispositif d'inversion de poussée selon l'invention. - la figure 2 est une vue de dessus selon l'axe A-A de la figure 1 montrant un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue de dessus selon l'axe A-A de la figure 1 montrant un deuxième mode de réalisation de l'invention, 20 Comme visible sur la figure 1, un dispositif d'inversion de poussée 1 selon l'invention comprend deux capots 11, 12 montés mobiles en translation de part et d'autre d'une structure d'accrochage 4 à un mât de rattachement (non représenté). Conformément à l'objet de l'invention il s'agit donc d'assurer la 25 synchronisation des déplacements du capot mobile 11, situé à gauche de la structure d'accrochage 4 par rapport à l'avant de la nacelle, et du capot mobile 12, situé à droite de ladite structure d'accrochage. Pour ce faire, conformément à l'invention et comme visible sur la figure 2, l'inverseur de poussée 1 comprend un câble de synchronisation 2 30 tendu entre les capots mobiles 11, 12, ledit câble de synchronisation présentant une première extrémité rattachée à un point amont 111 du premier capot 11, une deuxième extrémité rattachée à un point aval 121 du deuxième capot 12. Les points de rattachement amont 111 et aval 121 étant déterminés par rapport à une zone médiane fixe de passage 3 du câble 2 entre les deux 35 capots 11, 12.

La zone médiane fixe de passage 3 du câble 2 est définie au niveau de la structure d'accrochage 4 à l'aide de poulies de renvoi 31 assurant le passage du câble du côté gauche au côté droit de la structure d'accrochage 4 à travers cette dernière.

Il convient de noter que le capot 11 gauche est associé à un verrou de recul 5 disposé sur le côté gauche de la structure d'accrochage 4 et interdisant le recul dudit capot mobile. Le câble de synchronisation 2 bloque alors naturellement le recul du capot droit 12. Lorsque le capot gauche 11 recule vers une position d'inversion de 10 poussée, la longueur totale du câble n'est pas modifiée et celui-ci coulisse à travers la structure d'accrochage 4. Ainsi, un déplacement du capot gauche 11 réduit la longueur de câble 2 disponible du côté gauche de la structure d'accrochage 4 et augmente la longueur de câble 2 disponible du côté droit. Le point de rattachement 121 15 droit du câble étant situé en aval du point de rattachement gauche 111 du câble, par rapport à la zone médiane de passage 3, la distance de câble 2 supplémentaire du côté droit permet le déplacement du capot droit 12 de la même longueur que le capot gauche 11. Dans le cas où le dispositif ne comprend qu'un seul câble de 20 synchronisation 2 comme décrit ci-dessus, le capot gauche 11, du côté du verrou de recul 5, constitue un capot maître, par rapport auquel s'effectue la synchronisation du capot droit 12, constituant un capot esclave. Une synchronisation totalement réciproque peut être assurée par la mise en place de deux câbles de synchronisation 2a, 2b croisés, comme 25 représenté sur la figure 3. Afin de limiter les vibrations dans le câble de synchronisation 2 pendant les phases de vol, celui-ci peut être maintenu en tension à l'aide d'un système de type galet tendeur. Un tel système de galet tendeur peut également permettre 30 d'autoriser une faible désynchronisation entre les deux capots 11, 12 afin d'éviter que le système ne soit hyperstatique par rapport aux vérins d'entraînement qui pilotent déjà la position des capots 11, 12 en l'absence de problèmes. On évite alors ainsi de faire travailler le câble 2 en fatigue puisque celui-ci n'est sollicité que lorsque la désynchronisation des capots 11, 12 35 dépasse une valeur prévue, cette valeur limite de désynchronisation n'étant atteinte que lors de la rupture d'un élément du système d'entraînement des capots 11, 12, vérin ou arbre flexible par exemple. On notera également que la longueur du câble de synchronisation 2 doit être préférentiellement légèrement supérieure à la course souhaitée des 5 capots mobiles 11, 12 plus la largeur de la zone médiane fixe de passage 3 (largeur de la structure d'accrochage 4 en l'espèce). Avantageusement, les points de rattachement 111, 121 du câble 2 de synchronisation seront situés sur des glissières de coulissement des capots 11, 12 afin d'éviter l'ajout de nouvelles pièces structurales. Préférentiellement, 10 ces attaches seront démontables de manière à permettre la pose/dépose des capots 11, 12. Dans le cas où un système de galet tendeur est utilisé, il est possible d'équiper le ou les galets de contacteurs qui se déclenchent lorsque le câble se détend ou casse.

15 Bien que l'invention ait été décrite avec un exemple particulier de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'inversion (1) de poussée pour nacelle de turboréacteur comportant au moins deux capots (11, 12) montés chacun mobile en translation par rapport à une structure fixe selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la nacelle entre une position amont de fermeture dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle, et une position aval d'ouverture dans laquelle il ouvre un passage dans la nacelle, caractérisé en ce que le dispositif d'inversion de poussée comprend au moins un câble de synchronisation (2) tendu entre les deux capots mobiles de manière à présenter une première extrémité (111) rattachée à un point amont d'un premier capot, une deuxième extrémité (121) rattachée à un point aval du deuxième capot, et les points de rattachement amont et aval étant déterminés par rapport à une zone médiane fixe (3) de passage du câble entre les deux capots.
2. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capots (11, 12) sont disposés de part et d'autre d'une structure fixe au niveau de laquelle est définie la zone médiane de passage (3) du câble (2).
3. 3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure fixe comprend une poutre longitudinale.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la poutre longitudinale est une poutre supérieure dite 12 heures.
5. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure fixe participe à une structure d'accrochage (4) à un mât de 30 rattachement.
6. 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la zone médiane fixe (3) de passage du câble de synchronisation (2) est définie au moins en partie à l'aide d'une ou plusieurs 35 poulies (31) de renvoi.
7. 7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux câbles de synchronisation (2a, 2b) croisés.
8. 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le câble de synchronisation (2) est maintenu en tension à l'aide d'au moins un galet tendeur.
9. 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 10 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un verrou (5) de recul associé au capot mobile (11) auquel le câble (2) est rattaché en amont.
10. 10. Nacelle de turboréacteur comprenant au moins un dispositif d'inversion de poussée (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 15