FR3064308A1 - Turboreacteur comportant une nacelle equipee de volets inverseurs - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un turboréacteur (100) comportant un moteur (20) avec un carter de soufflante (206a) et une nacelle (102) comportant un capot mobile (207a) et un coulisseau principal (207b) portant des cascades et mobile en translation entre une position avancée et une position reculée dans laquelle le capot mobile (207a) et le carter de soufflante (206a) définissent entre eux une fenêtre (210). La nacelle (102) comporte également une pluralité de volets inverseurs (104), chacun étant monté articulé sur le coulisseau principal (207b) entre une position fermée dans laquelle il obture la fenêtre (210) et une position ouverte dans laquelle il n'obture pas la fenêtre (210), un coulisseau secondaire (214) mobile en translation sur le coulisseau principal (207b) entre une première et une deuxième positions, un système de transmission (216) faisant passer chaque volet inverseur (104) de la position fermée à la position ouverte lorsque le coulisseau secondaire (214) passe de la première position à la deuxième position, et un ensemble d'actionneurs assurant un déplacement en translation du coulisseau principal (207b) et du coulisseau secondaire (214).
Description
(57) L'invention concerne un turboréacteur (100) comportant un moteur (20) avec un carter de soufflante (206a) et une nacelle (102) comportant un capot mobile (207a) et un coulisseau principal (207b) portant des cascades et mobile en translation entre une position avancée et une position reculée dans laquelle le capot mobile (207a) et le carter de soufflante (206a) définissent entre eux une fenêtre (210). La nacelle (102) comporte également une pluralité de volets inverseurs (104), chacun étant monté articulé sur le coulisseau principal (207b) entre une position fermée dans laquelle il obture la fenêtre (210) et une position ouverte dans laquelle il n'obture pas la fenêtre (210), un coulisseau secondaire (214) mobile en translation sur le coulisseau principal (207b) entre une première et une deuxième positions, un système de transmission (216) faisant passer chaque volet inverseur (104) de la position fermée à la position ouverte lorsque le coulisseau secondaire (214) passe de la première position à la deuxième position, et un ensemble d'actionneurs assurant un déplacement en translation du coulisseau principal (207b) et du coulisseau secondaire (214).
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TURBOREACTEUR COMPORTANT UNE NACELLE EQUIPEE DE VOLETS INVERSEURS
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un turboréacteur double flux qui comporte une 5 nacelle équipée d’une pluralité de volets inverseurs, ainsi qu'un aéronef comportant au moins un tel turboréacteur double flux.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Un aéronef comporte un fuselage de chaque côté duquel est fixée une aile. Sous chaque aile est suspendu au moins un turboréacteur double flux. Chaque turboréacteur double flux est fixé sous l’aile par l’intermédiaire d’un mât qui est fixé entre la structure de l’aile et la structure du turboréacteur double flux.
Le turboréacteur double flux comporte un moteur et une nacelle qui est fixée autour du moteur.
La nacelle comporte une pluralité de volets inverseurs, chacun étant mobile 15 entre une position fermée dans laquelle il vient en continuité avec la surface extérieure de la nacelle et une position ouverte dans laquelle il ouvre une fenêtre dans la paroi de la nacelle pour expulser l’air du flux secondaire vers l’extérieur.
Le volet inverseur est monté mobile en rotation sur la structure de la nacelle de manière à passer d’une position fermée où le volet inverseur n’obture pas la veine du flux secondaire à une position ouverte où le volet inverseur obture la veine.
Ainsi, en position ouverte, le volet inverseur détourne une partie du flux secondaire vers l’extérieur par la fenêtre.
Le déplacement de chaque volet inverseur est commandé par un ou plusieurs actionneurs qui sont relativement lourds.
Bien que le mécanisme d’un tel volet inverseur donne entière satisfaction, il est souhaitable de trouver des mécanismes différents.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un objet de la présente invention est de proposer un turboréacteur double flux qui comporte une nacelle équipée d’une pluralité de volets inverseurs avec un mécanisme d’ouverture différent.
A cet effet, est proposé un turboréacteur double flux comportant un moteur et une nacelle entourant le moteur qui comporte un carter de soufflante, où une veine d’un flux secondaire est délimitée entre la nacelle et le moteur, ladite nacelle comportant :
- une structure fixe attachée au carter de soufflante,
- un ensemble mobile présentant un capot mobile et un coulisseau principal portant des cascades, le capot mobile étant fixé à et en aval du coulisseau principal, le coulisseau principal étant mobile en translation sur la structure fixe selon une direction de translation entre une position avancée dans laquelle le coulisseau principal est positionné de manière à ce que le capot mobile soit rapproché du carter de soufflante et une position reculée dans laquelle le coulisseau principal est positionné de manière à ce que le capot mobile soit éloigné du carter de soufflante pour définir entre eux une fenêtre ouverte entre une veine d’un flux secondaire et l’extérieur de la nacelle à travers une des cascades et,
- une pluralité de volets inverseurs, chacun étant monté articulé sur le coulisseau principal entre une position fermée dans laquelle il obture une zone de la fenêtre et une position ouverte dans laquelle il n’obture pas ladite zone de la fenêtre,
- un coulisseau secondaire monté mobile en translation parallèlement à la direction de translation sur le coulisseau principal entre une première position et une deuxième position,
- un système de transmission prévu pour faire passer chaque volet inverseur de la position fermée à la position ouverte lorsque le coulisseau secondaire passe de la première position à la deuxième position et inversement,
- un ensemble d’actionneurs prévu pour assurer, à partir de la position avancée et fermée, un déplacement en translation du coulisseau principal jusqu’à la position reculée, puis le déplacement en translation du coulisseau secondaire de la première position à la deuxième position et inversement.
Un tel turboréacteur permet entre autres de réduire le nombre d’actionneurs utilisés pour actionner les volets inverseurs.
Avantageusement, en position reculée, le coulisseau principal est contraint en pression contre la structure fixe de la nacelle.
Avantageusement, le coulisseau principal présente des butées réparties angulairement sur le pourtour du coulisseau principal, et pour chaque butée, le carter de soufflante présente une contrebutée contre laquelle la butée vient en butée en position reculée.
L’invention propose également un aéronef comportant au moins un turboréacteur double flux selon l’une des variantes précédentes.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
la Fig. 1 est une vue de côté d’un aéronef comportant un turboréacteur selon l'invention, la Fig. 2 est une vue en perspective du turboréacteur selon l’invention, la Fig. 3 est une vue en perspective d’une coupe d’une nacelle selon l’invention en position avancée, la Fig. 4 est une vue en perspective identique à celle de la Fig. 3 en position reculée et ouverte, la Fig. 5 est une vue en perspective d’une coupe du réacteur en position avancée, la Fig. 6 est une vue en perspective identique à celle de la Fig. 5 en position reculée et fermée, la Fig. 7 est une vue en perspective identique à celle de la Fig. 5 en position reculée et ouverte, la Fig. 8 montre une vue en coupe selon le plan VIII de la Fig. 4, la Fig. 9 montre une vue en coupe selon le plan IX de la Fig. 7, et la Fig. 10 montre une vue similaire à celle de la Fig. 9 pour un mode de réalisation particulier.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION
Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence à un aéronef en position d’avancement comme il est représenté sur la Fig. 1.
La Fig. 1 montre un aéronef 10 qui comporte un fuselage 12 de chaque côté duquel est fixée une aile 14 qui porte au moins un turboréacteur double flux 100 selon l’invention. La fixation du turboréacteur double flux 100 sous l’aile 14 s’effectue par l’intermédiaire d’un mât 16.
La Fig. 2 montre le turboréacteur double flux 100 qui présente une nacelle 102 et un moteur 20 qui est logé à l’intérieur de la nacelle 102 et qui comporte un carter de soufflante 206a. Le moteur 20 est matérialisé ici par son cône avant et sa soufflante 22 à l’intérieur de l’entrée d’air de la nacelle 102.
Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X l'axe longitudinal du turboréacteur double flux 100 qui est parallèle à l'axe longitudinal de l’aéronef 10 ou axe de roulis, orienté positivement dans le sens d'avancement de l'aéronef 10, on appelle Y l'axe transversal qui est parallèle à l’axe de tangage de l’aéronef qui est horizontal lorsque l’aéronef est au sol, et Z l'axe vertical qui est parallèle à l’axe de lacet lorsque l'aéronef est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles et formant un repère orthonormé ayant pour origine le centre de gravité du turboréacteur double flux 100.
La Fig. 3 et la Fig. 4 montrent une partie de la nacelle 102 et les Figs. 5 à 7 montrent une partie du turboréacteur double flux 100.
Comme le montrent les Figs. 5 à 7, le turboréacteur double flux 100 présente entre la nacelle 102 et le moteur 20, une veine 202 dans laquelle circule le flux secondaire 208 provenant de l’entrée d’air à travers la soufflante 22.
La nacelle 102 présente une structure fixe 206 qui est montée fixe sur le carter de soufflante 206a. La structure fixe 206 est composée d’une cadre avant 206b monté autour du carter de soufflante 206a. Le cadre avant 206b est relié au carter de soufflante 206a par l’intermédiaire de la poutre 6heure 206e, de la poutre 9heure 206d et de la poutre 12heure 206c. Le cadre avant 206b ainsi que les poutres 6heure 206e, 9heure 206d et 12heure 206c peuvent faire partie intégrante de la structure fixe 206 de la nacelle 102.
La structure fixe 206 de la nacelle 102 est prévue pour être fixée uniquement au carter de soufflante 206a. Plus particulièrement, la nacelle 102 est fixée au carter de soufflante 206a par l’intermédiaire des poutres 6heure 206e, de la poutre 9heure 206d et de la poutre 12heure 206c.
La traverse 231 située à 12heure permet de relier à 12heure la structure fixe gauche à la structure fixe droite, plus particulièrement la poutre gauche 12heure 206c à la poutre 12heure droite 206c.
Il est également possible d’ajouter un ou plusieurs limiteurs de déplacement 231a en liaison avec le mât 16, constituant une butée en Y avec un certain jeu correspondant au déplacement à tolérer.
La nacelle 102 présente un ensemble mobile 207 qui présente un capot mobile 207a formant les parois de la tuyère et un coulisseau principal 207b qui intègre des cascades 209 permettant la redirection du flux passant de l’intérieur vers l’extérieur. Le coulisseau principal 207b prend ici la forme d’un cylindre à parois ajourées. Le capot mobile 207a est fixé à et en aval du coulisseau principal 207b.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, les cascades 209 recouvrent les parois ajourées du coulisseau principal 207b et les cascades 209 ne sont pas représentées sur les Figs. 5 à 7 pour permettre de visualiser les mécanismes décrits ci-après. Bien sûr, il est également possible de prévoir que les cascades soient absentes.
Le coulisseau principal 207b est monté mobile en translation selon une direction de translation globalement parallèle à l’axe longitudinal X sur la structure fixe 206 de la nacelle 102, et plus particulièrement ici sur la poutre 12heure 206c et la poutre 6heure 206e.
La translation du coulisseau principal 207b est réalisée par des systèmes de glissières entre le cadre 206b et le coulisseau principal 207b.
La Fig. 8 montre un exemple d’un mode de réalisation particulier du système de glissières entre la poutre 12heure 206c et le coulisseau principal 207b. Ce mode de réalisation est applicable aux liaisons glissières 9heure et 6heure. Dans ce mode de réalisation, le coulisseau principal 207b présente une nervure 802 sous forme d’un jonc rectiligne, et la poutre 12heure 206c présente une rainure 804 d’une forme adaptée pour permettre le coulissement de la nervure 802.
Le coulisseau principal 207b est mobile entre une position avancée (Figs. 2, 3 et 5) et une position reculée (Figs. 4, 6 et 7) et inversement. En position avancée, le coulisseau principal 207b est positionné le plus en avant possible de manière à ce que le capot mobile 207a soit rapproché du carter de soufflante 206a. En position reculée, le coulisseau principal 207b est positionné le plus en arrière possible de manière à ce que le capot mobile 207a soit éloigné du carter de soufflante 206a.
En position avancée, le capot mobile 207a et le carter de soufflante 206a se prolongent de manière à définir la surface extérieure de la veine 202.
En position reculée, le capot mobile 207a et le carter de soufflante 206a sont à distance et définissent entre eux une fenêtre 210 ouverte entre la veine 202 et l’extérieur de la nacelle 102 à travers l’une des cascades 209 du coulisseau principal 207b. C'est-à-dire que l’air provenant du flux secondaire 208 traverse la fenêtre 210 en traversant l’une des cascades 209 du coulisseau principal 207b pour rejoindre l’extérieur du turboréacteur double flux 100.
Le carter de soufflante 206a délimite la fenêtre 210 en amont par rapport à l’axe longitudinal X et le capot mobile 207a délimite la fenêtre 210 en aval par rapport à l’axe longitudinal X. La fenêtre 210 se trouve en regard d’une cascade 209 du coulisseau principal 207b.
La nacelle 102 comporte une pluralité de volets inverseurs 104 répartis sur la périphérie de la nacelle 102 en fonction de l’ouverture angulaire de la fenêtre 210 autour de l’axe longitudinal X.
Chaque volet inverseur 104 est monté articulé sur le coulisseau principal 207b entre une position fermée (Figs. 2, 3, 5 et 6) et une position ouverte (Figs. 4 et 7) et inversement.
La position fermée peut être adoptée lorsque le coulisseau principal 207b est en position avancée ou en position reculée. La position ouverte ne peut être adoptée que lorsque le coulisseau principal 207b est en position reculée.
En position fermée, chaque volet inverseur 104 obture une zone de la partie ajourée du coulisseau principal 207b lorsque ce dernier est en position avancée et la même zone de la partie ajourée du coulisseau principal 207b et une zone de la fenêtre 210 lorsque le coulisseau principal 207b est en position reculée. En position ouverte, le volet inverseur 104 n’obture pas ladite zone de la fenêtre 210 ni la partie ajourée du coulisseau principal 207b permettant le passage du flux secondaire 208.
Ainsi, en position fermée, chaque volet inverseur 104 est globalement dans le prolongement du capot mobile 207a et en position ouverte, chaque volet inverseur 207b se positionne en travers de la veine 202 et dévie au moins une partie du flux secondaire 208 vers l’extérieur à travers la fenêtre 210.
En position avancée, chaque volet inverseur 104 se positionne à l’extérieur du carter de soufflante 206a.
Chaque volet inverseur 104 est articulé à la partie aval du coulisseau principal 207b sur des charnières 212 fixées au coulisseau principal 207b tandis que le bord libre opposé se positionne vers l’amont en position fermée et vers le moteur 20 en position ouverte.
L’ensemble mobile 207 présente également un coulisseau secondaire 214 qui est monté mobile en translation selon une direction parallèle à la direction de translation sur le coulisseau principal 207b. Le coulisseau secondaire 214 est ainsi mobile entre une première position et une deuxième position.
L’ensemble mobile 207 présente également un système de transmission 216 qui, pour chaque volet inverseur 104, prend ici la forme d’une tringle articulée par une extrémité au volet inverseur 104 et articulée par une autre extrémité au coulisseau secondaire 214. Il y a donc un coulisseau secondaire 214 pour plusieurs volets inverseurs 104.
Le système de transmission 216 est prévu pour faire passer chaque volet inverseur 104 de la position fermée à la position ouverte lorsque le coulisseau secondaire 214 passe de la première position à la deuxième position et inversement.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, la première position consiste à déplacer le coulisseau secondaire 214 vers l’avant tandis que la deuxième position consiste à déplacer le coulisseau secondaire 214 vers l’arrière.
La translation du coulisseau secondaire 214 est réalisée par des systèmes de glissières entre le coulisseau principal 207b et le coulisseau secondaire 214 qui peut prendre par exemple la même forme que celui décrit à la Fig. 8. Le coulisseau secondaire 214 est guidé radialement par l’intermédiaire de galets ou de patins.
La Fig. 9 montre un exemple d’un mode de réalisation particulier du guidage du coulisseau secondaire 214. Le coulisseau principal 207b présente ici des profilés en U 225 qui s’étendent parallèlement à l’axe longitudinal X et qui sont ouverts vers l’intérieur et le coulisseau secondaire 214 présente une chape 227 qui s’étend radialement dans un des profilés en U 225 et qui porte des patins ou des galets 902 entre ladite chape 227 et chacun des flancs du profilé en U 225.
La Fig. 10 montre un exemple d’un mode de réalisation particulier du guidage du coulisseau secondaire 214. Le coulisseau principal 207b présente ici des profilés en U 225 qui s’étendent parallèlement à l’axe longitudinal X et qui sont ouverts vers l’extérieur et le coulisseau secondaire 214 présente deux ensembles axe + galet 904 de part et d’autre du coulisseau principal 207b et fixés au coulisseau secondaire 214. Le profilé en U 225 (qui peut avoir une forme différente par exemple en I ou en T) porte des patins 908 pour reprendre les efforts radiaux du coulisseau secondaire 214 et des rails 906 permettant la reprise des efforts perpendiculaires aux efforts radiaux du coulisseau secondaire 214. La combinaison des rails 906 et des galets 904 permet d’assurer le guidage du coulisseau secondaire 214 lors de sa translation suivant l’axe longitudinal X.
Le passage de la position avancée du coulisseau principal 207b à la position reculée du coulisseau principal 207b et ouverte des volets inverseurs 104 consiste donc, à partir de la position avancée et fermée, à reculer le coulisseau principal 207b par translation par rapport au cadre 206b pour atteindre la position reculée et fermée, à déplacer le coulisseau secondaire 214 de la première position à la deuxième position pour faire passer les volets inverseurs 104 de la position fermée à la position ouverte.
Le déplacement inverse permet de revenir à la position avancée.
La nacelle 102 comporte également un ensemble d’actionneurs 218 et 220 assurant le déplacement en translation du coulisseau principal 207b et du coulisseau secondaire 214. Chaque actionneur 218, 220 est commandé par une unité de contrôle, par exemple du type processeur, qui commande les déplacements dans un sens ou dans l’autre selon les besoins de l’aéronef 10.
L’ensemble d’actionneurs 218, 220 est ainsi prévu pour assurer, à partir de la position avancée et fermée, un déplacement en translation du coulisseau principal
207b jusqu’à la position reculée, puis le déplacement en translation du coulisseau secondaire 214 de la première position à la deuxième position et inversement. Lors du déplacement du coulisseau principal 207b, le coulisseau secondaire 214 qui est porté par le coulisseau principal 207b suit le même déplacement.
Chaque actionneur 218, 220 peut prendre par exemple la forme d’un vérin à tige télescopique à double effet. Il y a ainsi plusieurs vérins dont chaque cylindre est fixé au cadre 206b et plus généralement à la structure fixe 206 de la nacelle 102, et dont l’extrémité de chacune des premières tiges est fixée au coulisseau principal 207b et dont l’extrémité de chacune des deuxièmes tiges est fixée au coulisseau secondaire 214.
Chaque actionneur 218, 220 peut prendre par exemple la forme d’un vérin à double effet. Il y a ainsi des premiers vérins 218, chacun présentant un cylindre fixé au cadre 206b et plus généralement à la structure fixe 206 de la nacelle 102, et une tige fixée au coulisseau principal 207b. Il y a ainsi des deuxièmes vérins 220, chacun présentant un cylindre fixé au coulisseau principal 207b et une tige fixée au coulisseau secondaire 214.
Chaque actionneur 218, 220 peut prendre par exemple la forme d’un moteur engrenant avec une crémaillère. Il y a ainsi des premiers moteurs, chacun étant fixé au cadre 206b et engrenant avec une crémaillère fixée au coulisseau principal 207b. Il y a ainsi des deuxièmes moteurs, chacun étant fixé au coulisseau principal 207b et engrenant avec une crémaillère fixée au coulisseau secondaire 214.
Dans le mode de réalisation présenté ici, il y a trois actionneurs 218 pour chaque moitié de la nacelle 102 et pour déplacer le coulisseau principal 207b et trois actionneurs 220 pour chaque moitié de la nacelle 102 et pour déplacer le coulisseau secondaire 214.
Le nombre d’actionneurs 218, 220 est donc réduit par rapport au nombre d’actionneurs de l’état de la technique, d’où un gain en poids.
Pour qu’une éventuelle déformation du coulisseau principal 207b soit évitée lors 10 du déplacement du coulisseau secondaire 214, le coulisseau principal 207b est contraint en pression contre la structure fixe 206 de la nacelle 102 en position reculée. A cette fin, les actionneurs 218 qui déplacent le coulisseau principal 207b le déplacent jusqu’à ce qu’il soit en butée contre la structure fixe 206 de la nacelle 102 et le maintiennent ainsi tant que le retour vers la position avancée n’est pas demandé. Une telle mise en butée permet de fixer temporairement le coulisseau principal 207b.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, le coulisseau principal 207b présente des butées 222 réparties angulairement sur le pourtour du coulisseau principal 207b, et pour chaque butée 222, le carter de soufflante 206a présente, pour chaque butée 222, une contrebutée 224 contre laquelle la butée 222 vient en butée en position reculée.
L’invention a été plus particulièrement décrite dans le cas d’une nacelle sous une aile mais elle peut s’appliquer à une nacelle située à l’arrière du fuselage.
ίο
Claims (4)
- REVENDICATIONS1) Turboréacteur double flux (100) comportant un moteur (20) et une nacelle (102) entourant le moteur (20) qui comporte un carter de soufflante (206a), où une veine (202) d’un flux secondaire (208) est délimitée entre la nacelle (102) et le moteur (20), ladite nacelle (102) comportant :- une structure fixe (206) attachée au carter de soufflante (206a),- un ensemble mobile (207) présentant un capot mobile (207a) et un coulisseau principal (207b) portant des cascades (209), le capot mobile (207a) étant fixé à et en aval du coulisseau principal (207b), le coulisseau principal (207b) étant mobile en translation sur la structure fixe (206) selon une direction de translation entre une position avancée dans laquelle le coulisseau principal (207b) est positionné de manière à ce que le capot mobile (207a) soit rapproché du carter de soufflante (206a) et une position reculée dans laquelle le coulisseau principal (207b) est positionné de manière à ce que le capot mobile (207a) soit éloigné du carter de soufflante (206a) pour définir entre eux une fenêtre (210) ouverte entre une veine (202) d’un flux secondaire (208) et l’extérieur de la nacelle (102) à travers une des cascades (209) et,- une pluralité de volets inverseurs (104), chacun étant monté articulé sur le coulisseau principal (207b) entre une position fermée dans laquelle il obture une zone de la fenêtre (210) et une position ouverte dans laquelle il n’obture pas ladite zone de la fenêtre (210),- un coulisseau secondaire (214) monté mobile en translation parallèlement à la direction de translation sur le coulisseau principal (207b) entre une première position et une deuxième position,- un système de transmission (216) prévu pour faire passer chaque volet inverseur (104) de la position fermée à la position ouverte lorsque le coulisseau secondaire (214) passe de la première position à la deuxième position et inversement,- un ensemble d’actionneurs (218, 220) prévu pour assurer, à partir de la position avancée et fermée, un déplacement en translation du coulisseau principal (207b) jusqu’à la position reculée, puis le déplacement en translation du coulisseau secondaire (214) de la première position à la deuxième position et inversement.
- 2) Turboréacteur double flux (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’en position reculée, le coulisseau principal (207b) est contraint en pression contre la structure fixe (206) de la nacelle (102).
- 3) Turboréacteur double flux (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que 5 le coulisseau principal (207b) présente des butées (222) réparties angulairement sur le pourtour du coulisseau principal (207b), et en ce que pour chaque butée (222), le carter de soufflante (206a) présente une contrebutée (224) contre laquelle la butée (222) vient en butée en position reculée.
- 4) Aéronef (10) comportant au moins un turboréacteur double flux (100) selon l'une des revendications 1 à 3.1/4206a206b218
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