FR3012794A1 - CONNECTION BETWEEN AN ACTUATOR AND A THRUST INVERTER OF A TURBOJET NACELLE COMPRISING GAMES - Google Patents
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Abstract
Dispositif de liaison entre un actionneur et un inverseur de poussée d'une nacelle de turboréacteur comprenant un cadre mobile (8) supportant des capots, cet actionneur comportant des vérins (2) appliquant une force axiale de recul ou de traction pour respectivement ouvrir ou fermer l'inverseur afin de réaliser des opérations de maintenance, caractérisé en ce qu'il comporte une surface d'appui (10) appliquant la force de recul, et un câble (18) ou une bielle articulée appliquant la force de traction.Connecting device between an actuator and a thrust reverser of a turbojet engine nacelle comprising a movable frame (8) supporting hoods, this actuator comprising jacks (2) applying an axial force of recoil or traction to respectively open or close the inverter for performing maintenance operations, characterized in that it comprises a bearing surface (10) applying the recoil force, and a cable (18) or a hinged connecting rod applying the pulling force.
Description
La présente invention concerne un dispositif de liaison entre un actionneur et un inverseur de poussée pour une nacelle d'aéronef recevant un turboréacteur, une nacelle d'aéronef équipée d'un tel dispositif, ainsi qu'un procédé de commande de cet actionneur.The present invention relates to a connecting device between an actuator and a thrust reverser for an aircraft nacelle receiving a turbojet, an aircraft nacelle equipped with such a device, and a control method of this actuator.
Les ensembles de motorisation pour les aéronefs comportent une nacelle formant une enveloppe extérieure globalement circulaire, comprenant à l'intérieur un turboréacteur disposé suivant l'axe longitudinal de cette nacelle. Le turboréacteur reçoit de l'air frais venant du côté amont ou avant, et rejette du côté aval ou arrière les gaz chauds issus de la combustion du carburant, qui donnent une certaine poussée. Pour les turboréacteurs à double flux, des aubes de soufflante disposées autour de ce turboréacteur génèrent un flux secondaire important d'air froid le long d'une veine annulaire passant entre le moteur et la nacelle, qui ajoute une poussée élevée. Certaines nacelles comportent un système d'inversion de poussée qui 15 ferme au moins en partie la veine annulaire d'air froid, et rejette le flux secondaire vers l'avant afin de générer une poussée de freinage de l'aéronef. Il est connu de réaliser des inverseurs de poussée comportant des capots mobiles arrière qui peuvent coulisser axialement vers l'arrière sous l'effet d'actionneurs, en déployant des volets dans la veine annulaire afin de fermer 20 au moins partiellement cette veine. Les volets renvoient le flux d'air froid radialement vers l'extérieur en passant par des grilles découvertes lors de ce coulissement, comprenant des aubes qui dirigent ce flux vers l'avant. En particulier le capot peut former un ensemble annulaire fermé, appelé aussi « 0-duct », pouvant coulisser axialement vers l'arrière sous l'effet de 25 vérins d'ouverture commandés par un opérateur, qui relient la motorisation au cadre avant de l'inverseur de poussée, afin de réaliser des opérations de maintenance sur la structure interne de la nacelle comprenant le turboréacteur. Un type de vérin d'ouverture connu pour commander le recul du capot, présenté notamment par le document FR-A1-2920208, comporte des liaisons 30 mécaniques comprenant des éléments coulissants entre eux, disposant quand le capot est fermé d'une course morte pouvant être bloquée par un moyen de blocage.The engine sets for the aircraft comprise a nacelle forming a generally circular outer envelope, comprising inside a turbojet arranged along the longitudinal axis of this nacelle. The turbojet engine receives fresh air from the upstream or front side, and rejects on the downstream or rear side hot gases from the combustion of fuel, which give a certain thrust. For turbofan engines, fan blades arranged around this turbojet generate a large secondary flow of cold air along an annular vein passing between the engine and the nacelle, which adds a high thrust. Some nacelles comprise a thrust reversal system which at least partially closes the annular cool air duct, and reject the secondary flow forward to generate a braking thrust of the aircraft. It is known to provide thrust reversers comprising rear movable covers that can slide axially backwards under the effect of actuators, by deploying flaps in the annular vein in order to close at least partially this vein. The flaps send the flow of cold air radially outward through grids discovered during this sliding, including blades that direct the flow forward. In particular, the cover can form a closed annular assembly, also called "0-duct", which can slide axially backwards under the effect of 25 actuator actuated actuators, which connect the actuator to the front frame of the actuator. thrust reverser, in order to perform maintenance operations on the internal structure of the nacelle comprising the turbojet engine. A type of opening cylinder known to control the retraction of the hood, presented in particular by the document FR-A1-2920208, comprises mechanical links comprising sliding elements between them, having when the hood is closed a dead stroke can be blocked by a blocking means.
Cette course morte permet quand le capot est fermé, de laisser libre les vérins afin de ne pas générer de contrainte dans ce capot et dans ces vérins. Afin de faciliter la fermeture par l'opérateur, une course morte peut-être nécessaire dans le cas où les moyens de verrouillage du capot sur la structure 5 amont de la nacelle, se substituant aux vérins (2), assurent le positionnement final du capot en position vol. De plus pendant le vol les différentes contraintes d'effort et de pression s'exerçant sur la nacelle génèrent des déformations des éléments de structure, un blocage des vérins de commande d'ouverture du capot entraînerait des 10 contraintes supplémentaires sur ces éléments et ces vérins. Cependant la course morte des vérins présentés par l'art antérieur étant réalisée par des systèmes mécaniques coulissant entre eux, on a un risque de grippage des surfaces qui frottent entre elles, rendant la course morte inopérante. Les vérins bloqués imposent alors dans ce cas des chargements 15 particuliers du cadre avant et de la partie amont de la nacelle, qui ne sont pas dimensionnés pour cela. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un dispositif de liaison entre un actionneur et un 20 inverseur de poussée d'une nacelle de turboréacteur comprenant un cadre mobile supportant des capots, cet actionneur comportant des vérins appliquant une force axiale de recul ou de traction pour respectivement ouvrir ou fermer l'inverseur afin de réaliser des opérations de maintenance, remarquable en ce qu'il comporte une surface d'appui appliquant la force de recul, et un câble ou 25 une bielle articulée appliquant la force de traction. Un avantage de ce dispositif de liaison est qu'après avoir refermé l'inverseur en tirant sur le câble, on peut commander un petit mouvement vers l'arrière qui libère la contrainte de traction dans ce câble tout en conservant un jeu axial entre la surface d'appui et la surface complémentaire du cadre avant 30 recevant cet appui, permettant grâce à la souplesse de ce câble d'éliminer toute contrainte sur le cadre dans les trois directions.This dead stroke allows when the hood is closed, to leave the cylinders free so as not to generate stress in this hood and in these cylinders. In order to facilitate closure by the operator, a dead stroke may be necessary in the case where the cover locking means on the upstream structure of the nacelle, replacing the jacks (2), ensure the final positioning of the hood in flight position. Moreover, during the flight, the different stresses of force and pressure exerted on the nacelle generate deformations of the structural elements, a blockage of the hood opening control cylinders would entail additional stresses on these elements and cylinders. . However the dead stroke of the cylinders presented by the prior art being made by mechanical systems sliding between them, there is a risk of seizing the surfaces that rub between them, making the dead stroke inoperative. In this case, the locked cylinders impose particular loads on the front frame and the upstream part of the platform, which are not dimensioned for this purpose. The present invention is intended to avoid these disadvantages of the prior art. It proposes for this purpose a connecting device between an actuator and a thrust reverser of a turbojet engine nacelle comprising a movable frame supporting hoods, this actuator comprising jacks applying an axial force of recoil or traction respectively to open or closing the inverter to perform maintenance operations, notable in that it comprises a bearing surface applying the recoil force, and a cable or rod articulated applying the traction force. An advantage of this connecting device is that after closing the inverter by pulling on the cable, it can be controlled a small backward movement which releases the tensile stress in the cable while maintaining an axial clearance between the surface support and the complementary surface of the front frame 30 receiving this support, allowing thanks to the flexibility of this cable to eliminate any constraint on the frame in three directions.
On fiabilise ainsi la liaison qui ne peut pas se gripper, ce qui évite des défaillances liées aux contraintes que ces blocages peuvent générer. Le dispositif de liaison selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le dispositif de liaison comporte une pièce coulissant axialement par rapport à l'actionneur, sur laquelle est fixé le câble. Avantageusement l'inverseur de poussée étant fermé, un jeu axial est interposé entre l'arrière de la pièce coulissante et l'actionneur, ce qui évite de 10 mettre une contrainte axiale sur l'inverseur. Avantageusement, le dispositif de liaison comporte un ressort prenant appui sur l'actionneur, pour appliquer en permanence une force vers l'avant sur la pièce coulissante. Ce ressort permet de garder une légère tension axiale du câble, tout en laissant libre le jeu axial. 15 Avantageusement, le dispositif de liaison est prévu pour être disposé à l'extrémité de la tige d'un vérin. Dans ce cas, la pièce coulissante peut être prévue pour être guidée dans un alésage d'un embout fixé sur la tige du vérin. On réalise ainsi un dispositif compact qui est intégré dans le vérin. 20 L'invention a aussi pour objet une nacelle de turboréacteur disposant d'un inverseur de poussée pouvant coulisser axialement sous l'effet d'un actionneur, qui comporte un dispositif de liaison entre l'actionneur et l'inverseur comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Avantageusement, le cadre avant comporte des jeux transversaux avec le 25 câble, permettant des mouvements relatifs latéraux de l'inverseur par rapport à l'actionneur. On obtient ainsi une possibilité de petits mouvements radiaux ou tangentiels de l'inverseur. En particulier, le jeu transversal supérieur permettant un mouvement relatif du cadre avant vers le bas, peut être plus grand que le jeu transversal 30 inférieur opposé permettant un mouvement relatif vers le haut, ce qui permet d'accepter une certaine descente de l'inverseur de poussée due à son poids, lors de son ouverture.This makes reliable the link that can not be seized, which avoids failures related to the constraints that these blockages can generate. The connecting device according to the invention may furthermore comprise one or more of the following characteristics, which may be combined with each other. Advantageously, the connecting device comprises a piece sliding axially relative to the actuator, on which the cable is fixed. Advantageously, the thrust reverser being closed, an axial play is interposed between the rear of the sliding part and the actuator, which avoids putting an axial stress on the inverter. Advantageously, the connecting device comprises a spring bearing on the actuator, to permanently apply a force forward on the sliding part. This spring keeps a slight axial tension of the cable, while leaving free the axial play. Advantageously, the connecting device is intended to be disposed at the end of the rod of a jack. In this case, the slider may be provided to be guided in a bore of a nozzle attached to the cylinder rod. This produces a compact device that is integrated in the cylinder. The invention also relates to a turbojet engine nacelle having a thrust reverser axially slidable under the effect of an actuator, which comprises a connecting device between the actuator and the inverter comprising any one previous characteristics. Advantageously, the front frame has transverse clearances with the cable, allowing lateral relative movements of the inverter relative to the actuator. This gives a possibility of small radial or tangential movements of the inverter. In particular, the upper transverse clearance allowing a relative movement of the front frame downward, may be larger than the opposite lower transverse clearance allowing upward relative movement, which makes it possible to accept a certain descent of the inverter. thrust due to its weight when opened.
L'invention a de plus pour objet un procédé de commande d'un actionneur d'ouverture d'un inverseur de poussée pour une nacelle comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui après une fermeture de l'inverseur, commande un petit mouvement vers l'arrière de cet actionneur pour établir un jeu axial permettant un mouvement de recul du câble. On retire ainsi après la fermeture de l'inverseur la tension dans le câble, en laissant à ce câble un jeu axial vers l'arrière. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à 10 titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale passant par l'axe d'un vérin d'un dispositif de liaison selon l'invention, présenté dans la position où l'inverseur est fermé ; et - la figure 2 est une vue de détail de ce dispositif montrant les différents 15 jeux obtenus ; Les figures 1 et 2 présentent un vérin d'ouverture de l'inverseur de poussée, disposé sensiblement parallèlement à l'axe de la nacelle, comprenant du côté avant indiqué par une flèche notée « AV », une fixation sur la structure fixe amont de cette nacelle, et du côté arrière une tige creuse 2 qui coulisse 20 pour déplacer axialement le cadre avant 8 de l'inverseur de poussée. Un dispositif de liaison entre la tige creuse 2 du vérin et le cadre avant 8, comportant une symétrie de révolution autour de l'axe du vérin, comprend un embout 4 disposant d'une surface extérieure cylindrique ajustée à l'arrière du creux de la tige, qui est fixé par des moyens de serrage transversaux 6. 25 L'embout 4 comporte une cloison arrière disposant d'une face arrière transversale plane 10, comportant un diamètre extérieur supérieur à celui de la surface extérieure cylindrique (la surface 10 doit toujours être en contact avec surface 12 en transit et ouvert), qui est face à une surface plane correspondante 12 d'une pièce amont 26 du cadre avant 8. La cloison arrière 30 dispose d'un perçage axial laissant coulisser librement un câble en acier 18 (ou, en variante, une bielle articulée).The invention furthermore relates to a method of controlling an actuator for opening a thrust reverser for a nacelle comprising any one of the preceding features, which after closing the inverter, controls a small movement towards the rear of this actuator to establish an axial play allowing a retreating movement of the cable. The tension in the cable is thus removed after the closing of the inverter, leaving this cable with axial backward play. The invention will be better understood and other features and advantages will appear more clearly on reading the following description given by way of example, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a sectional view axial passing through the axis of a cylinder of a connecting device according to the invention, presented in the position where the inverter is closed; and FIG. 2 is a detailed view of this device showing the different games obtained; FIGS. 1 and 2 show an opening cylinder of the thrust reverser, arranged substantially parallel to the axis of the nacelle, comprising on the front side indicated by an arrow marked "AV", a fastening on the upstream fixed structure of this nacelle, and the rear side a hollow rod 2 which slides 20 to axially move the front frame 8 of the thrust reverser. A connecting device between the hollow rod 2 of the jack and the front frame 8, having a symmetry of revolution about the axis of the jack, comprises a tip 4 having a cylindrical outer surface fitted to the rear of the hollow of the rod, which is fixed by transverse clamping means 6. The end piece 4 comprises a rear wall having a flat transverse rear face 10, having an outer diameter greater than that of the cylindrical outer surface (the surface 10 must always be in contact with surface 12 in transit and open), which faces a corresponding flat surface 12 of an upstream part 26 of the front frame 8. The rear wall 30 has an axial bore allowing a steel cable to slide freely 18 (or, alternatively, an articulated link).
L'embout 4 comporte un alésage intérieur ouvert du côté avant, guidant un coulisseau 14 disposant d'un creux intérieur ouvert du côté arrière, recevant un ressort hélicoïdal de compression 16 prenant appui sur la cloison arrière de cet embout qui dispose d'un téton de centrage 22 de ce ressort.The tip 4 has an open bore on the front side, guiding a slide 14 having an open cavity on the rear side, receiving a compression coil spring 16 bearing on the rear wall of this tip which has a nipple centering 22 of this spring.
L'extrémité avant du câble 18 est sertie dans un perçage axial de la partie avant du coulisseau 14, sa partie centrale traversant une ouverture d'une pièce amont 26 fixée au cadre avant 8, comportant la surface plane correspondante 12. L'extrémité arrière du câble 18 reçoit un élément de fixation 24 lié par un axe transversal 20 au cadre avant 8, afin de transmettre une traction venant du coulisseau 14 à ce cadre. Dans la position où l'inverseur de poussée est fermé, et verrouillé sur la structure amont de la nacelle pour le fonctionnement normal en vol, on a un jeu axial J1 entre la face arrière 10 de l'embout 4 et la surface correspondante 12 de la pièce amont 26, un jeu axial J2 entre l'extrémité arrière du coulisseau 14 et la cloison arrière de cet embout, et entre le câble 18 et l'ouverture de cette pièce amont 26, un petit jeu transversal inférieur J3 ainsi qu'un grand jeu transversal supérieur J4. Le fonctionnement du dispositif de liaison est le suivant. Pour l'ouverture de l'inverseur, la tige du vérin 2 recule, la face arrière 10 de l'embout 4 venant en appui sur la surface correspondante 12 du cadre avant 8 après avoir annulé le jeu axial J1, pour transmettre l'effort de ce vérin afin d'obtenir le coulissement axial de l'inverseur vers l'arrière. Pendant la course préliminaire d'annulation du jeu axiale J1, le câble 18 impose une avance du coulisseau 14 par rapport à l'embout 4 qui augmente le 25 jeu axial J2, le ressort de compression 16 se détend. On notera que pendant l'ouverture de l'inverseur de poussée et son maintien en position ouverte, celui-ci peut descendre légèrement par gravité suite aux flexions et aux jeux de son système de guidage. Le grand jeu transversal supérieur J4 au dessus du câble 18 permet ce mouvement de 30 descente, en laissant un espace minimum évitant des frottements entre ce câble et le cadre avant 8 qui entraîneraient des usures.The front end of the cable 18 is crimped in an axial bore of the front portion of the slider 14, its central portion passing through an opening of an upstream part 26 fixed to the front frame 8, having the corresponding flat surface 12. The rear end cable 18 receives a fastening element 24 connected by a transverse axis 20 to the front frame 8, in order to transmit traction from the slider 14 to this frame. In the position where the thrust reverser is closed, and locked on the upstream structure of the nacelle for normal operation in flight, there is an axial clearance J1 between the rear face 10 of the nozzle 4 and the corresponding surface 12 of the the upstream part 26, an axial clearance J2 between the rear end of the slider 14 and the rear wall of this end piece, and between the cable 18 and the opening of this upstream part 26, a small bottom transverse clearance J3 and a large transverse play superior J4. The operation of the connecting device is as follows. For the opening of the inverter, the rod of the cylinder 2 moves back, the rear face 10 of the nozzle 4 bearing on the corresponding surface 12 of the front frame 8 after canceling the axial play J1, to transmit the force of this jack in order to obtain the axial sliding of the reverser towards the rear. During the preliminary race of cancellation of the axial play J1, the cable 18 imposes an advance of the slider 14 relative to the tip 4 which increases the axial play J2, the compression spring 16 expands. Note that during the opening of the thrust reverser and its holding in the open position, it can go down slightly by gravity due to bending and play of its guidance system. The large transverse clearance J4 above the cable 18 allows this downward movement, leaving a minimum space avoiding friction between the cable and the front frame 8 which would lead to wear.
Pour la fermeture de l'inverseur, le vérin exerce une force de traction en déplaçant sa tige 2 vers l'avant. Avec la masse et les frottements de l'inverseur qui le retiennent, l'embout 4 commence par comprimer le ressort de compression 16 sans déplacer cet inverseur, jusqu'à ce que l'on obtienne une annulation du jeu axial J2. On obtient ensuite une traction sur le câble 18 qui déplace effectivement l'inverseur de poussée en tirant sur son cadre avant 8, pour l'amener dans sa position finale avant de fermeture. L'opérateur peut enfin verrouiller l'inverseur de poussée sur la structure amont de la nacelle, en fixant une position particulière du cadre avant 8. L'opération de verrouillage ne peut induire qu'un déplacement vers l'avant du cadre avant 8 qui est avantageusement compensé par le système associé au ressort 16. Ensuite un petit mouvement du vérin est commandé suivant une course de quelques millimètres pour reculer l'embout 4, en remettant le jeu axial J2 et en réduisant le jeu axial J1, afin de mettre le dispositif dans sa configuration d'origine prévue pour le fonctionnement normal en vol. Un repère visuel V intégré au piston 14 rendu visible par une lumière dans l'embout 4 permet d'aider l'opérateur à atteindre un J1 optimal.For closing the inverter, the cylinder exerts a pulling force by moving its rod 2 forward. With the mass and the friction of the inverter that hold it, the tip 4 begins by compressing the compression spring 16 without moving the inverter, until one obtains a cancellation of the axial play J2. A pull is then obtained on the cable 18 which effectively displaces the thrust reverser by pulling on its front frame 8, to bring it into its final position before closing. The operator can finally lock the thrust reverser on the upstream structure of the nacelle, by fixing a particular position of the front frame 8. The locking operation can induce only a forward displacement of the front frame 8 which is advantageously compensated by the system associated with the spring 16. Then a small movement of the jack is controlled in a stroke of a few millimeters to retract the tip 4, restoring the axial play J2 and reducing the axial play J1, to put the device in its original configuration intended for normal flight operation. A visual cue V incorporated in the piston 14 made visible by a light in the tip 4 helps the operator to achieve an optimal J1.
L'atteinte du jeu J1 optimal permet de ne pas introduire de contrainte dans les vérins d'ouverture de cet inverseur, les différents jeux permettant des petits mouvements de l'inverseur par rapport à la structure amont dans les trois directions axiale, radiale et tangentielle. Ces vérins sont protégés. De même pendant le vol de l'aéronef, les petits déplacements de l'inverseur de poussée par rapport à la structure amont de la nacelle, causés par les efforts et les pressions s'appliquant dessus, peuvent se faire librement par la flexion et la détente du câble 18, sans générer de contrainte sur les vérins de commande qui n'ont pas besoin d'être dimensionnés pour supporter des contraintes supplémentaires.The achievement of the optimal clearance J1 makes it possible not to introduce any constraint in the opening cylinders of this inverter, the different sets allowing small movements of the inverter relative to the upstream structure in the three axial, radial and tangential directions. . These cylinders are protected. Similarly during the flight of the aircraft, the small displacements of the thrust reverser relative to the upstream structure of the nacelle, caused by the forces and the pressures applied on it, can be done freely by the flexion and the relaxation of the cable 18, without generating stress on the control cylinders that do not need to be sized to withstand additional constraints.
On obtient ainsi de manière simple, économique et efficace, un dispositif de liaison ne comportant pas de risque de grippage de pièces, qui est protégé contre ce type de défaillance. Il peut s'appliquer à différents types de commande, comprenant notamment un ou plusieurs vérins qui peuvent être hydrauliques ou électriques. Si le vérin nécessite une anti-rotation pour fonctionner, elle peut être réalisée par un ergot sur la structure cadre avant 8 en limite de surface 12 5 limitant la rotation en interférant avec un plat sur l'embout 4 en limite de surface 10.This provides a simple, economical and effective way, a connection device with no risk of seizure parts, which is protected against this type of failure. It can be applied to different types of control, including one or more cylinders that can be hydraulic or electric. If the jack requires anti-rotation to function, it can be achieved by a lug on the front frame structure 8 at the limit of surface 12 5 limiting the rotation by interfering with a flat on the tip 4 at the surface limit 10.
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