FR3074852A1 - Nacelle d'un turboreacteur comportant un volet inverseur et une grille de deviation pour la formation d'un flux d'inversion - Google Patents

Nacelle d'un turboreacteur comportant un volet inverseur et une grille de deviation pour la formation d'un flux d'inversion Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une nacelle (102) pour un turboréacteur double flux (100) comportant un moteur (20), ladite nacelle (102) comportant un capot fixe (106), un capot mobile (108) comportant une paroi intérieure (207a) et une paroi extérieure (207b) et étant mobile en translation entre une position de fermeture et une position d'ouverture de manière à ouvrir une fenêtre (210), au moins un volet inverseur (104) mobile entre une position inactive dans laquelle il n'est pas dans une veine secondaire et une position active dans laquelle il obture au moins en partie la veine secondaire (202), et au moins une grille de déviation (250) disposée en travers de la fenêtre (210), ladite grille de déviation (250) comportant un bord amont et un bord aval, ladite grille de déviation (250) comportant entre le bord amont et le bord aval, des ailettes qui s'étendent entre un bord d'attaque et un bord de fuite, où la hauteur des ailettes diminue en progressant du bord amont vers le bord aval.

Description

NACELLE D’UN TURBOREACTEUR COMPORTANT UN VOLET INVERSEUR ET UNE GRILLE DE DEVIATION POUR LA FORMATION D’UN FLUX D’INVERSION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne une nacelle pour un turboréacteur double flux qui comporte au moins un volet inverseur et une grille de déviation pour la formation d’un flux d’inversion, un turboréacteur double flux comportant une telle nacelle et un moteur, 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 sous forme d’un noyau et une nacelle qui est fixée autour du moteur à une structure fixe du turboréacteur. Entre le moteur et la nacelle, le turboréacteur présente une veine secondaire dans laquelle s’écoule de l’amont vers l’aval, un flux secondaire provenant d’une soufflante disposée en amont du moteur.
La nacelle comporte un capot fixe par rapport à la structure fixe et en aval, un capot mobile qui se déplace en translation vers l’arrière d’une position fermée à une position ouverte pour libérer une fenêtre entre le capot mobile et le capot fixe et qui permet le passage entre la veine secondaire et l’extérieur.
Dans le même temps, un ou plusieurs volets inverseurs se déplacent d’une position inactive à une position active. Dans la position inactive, le volet inverseur est en dehors de la veine secondaire et n’empêche pas l’écoulement du flux secondaire. Dans la position active, le volet inverseur est en travers de la veine secondaire et dirige le flux secondaire de la veine secondaire vers la fenêtre et donc vers l’extérieur.
Les déplacements du capot mobile et des volets inverseurs sont réalisés par un système de commande comportant par exemple des vérins et des tringles.
Pour guider au mieux le flux sortant par la fenêtre, des grilles, appelées également « cascades », sont disposées en travers de la fenêtre pour améliorer l’efficacité de l’inverseur en contrôlant de manière plus précise la direction du flux secondaire dévié.
Ces grilles se présentent sous la forme d’ailettes profilées qui dévient le flux secondaire. Chaque ailette présente un profil courbe dont l’arrondi est orienté vers l’arrière et dont le centre de courbure est à l’avant par rapport à l’ailette. Si ces ailettes permettent une bonne déviation du flux secondaire vers l’avant, le flux d’air en sortie de la grille a tendance à se séparer au niveau du bord de fuite de chaque ailette, ce qui tend à réduire la performance de la grille.
En position fermée et en fonction de l’encombrement autour des grilles, celles-ci présentent une étendue réduite parallèlement à la direction de translation pour éviter d’entrer en contact avec le capot mobile. Pour permettre d’assurer un meilleur rendement de ces grilles, il est nécessaire de trouver des formes plus adaptées en particulier au voisinage du capot mobile.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un objet de la présente invention est de proposer une nacelle comportant au moins un volet inverseur avec une grille de déviation différente.
A cet effet, est proposée une nacelle pour un turboréacteur double flux comportant un moteur, ladite nacelle comportant :
- un capot fixe,
- un capot mobile comportant une paroi intérieure et une paroi extérieure qui entoure la paroi intérieure qui elle-même est destinée à entourer le moteur en délimitant une veine secondaire dans laquelle circule un flux secondaire, ledit capot mobile étant mobile en translation selon une direction de translation entre une position de fermeture, dans laquelle la paroi extérieure est accolée au capot fixe, et une position d’ouverture dans laquelle la paroi extérieure est éloignée du capot fixe de manière à ouvrir une fenêtre ouverte sur l’extérieur de la nacelle,
- au moins un volet inverseur qui est monté mobile entre une position inactive dans laquelle il n’est pas dans la veine secondaire et une position active dans laquelle il obture au moins en partie la veine secondaire, et
- au moins une grille de déviation disposée en travers de la fenêtre, ladite grille de déviation comportant un bord amont orienté vers l’avant de la nacelle et un bord aval orienté vers l’arrière de la nacelle, ladite grille de déviation comportant entre le bord amont et le bord aval, des ailettes qui s’étendent entre un bord d’attaque orienté vers la veine secondaire et un bord de fuite orienté vers l’extérieur, où la hauteur des ailettes diminue en progressant du bord amont vers le bord aval.
Une telle grille de déviation permet du fait de la dimension réduite en hauteur en aval d’éviter un contact avec le capot mobile tout en assurant une déviation performante.
Selon un mode de réalisation particulier, la réduction de hauteur s’effectue sous la forme d’un biseau.
Selon un mode de réalisation particulier, la réduction de hauteur s’effectue sous la forme d’un profil concave en creux.
Selon un mode de réalisation particulier, la réduction de hauteur s’effectue sous la forme d’un profil convexe.
L’invention propose également un turboréacteur double flux comportant un moteur et une nacelle selon l'une des variantes précédentes entourant le moteur, et où une veine secondaire d’un flux secondaire est délimitée entre la nacelle et le moteur.
L’invention propose également un aéronef comportant au moins un turboréacteur double flux selon la variante précédente.
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 une nacelle selon l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe par un plan médian d’une nacelle selon un premier mode de réalisation de l’invention en position fermée, la Fig. 3 est une vue en coupe similaire à celle de la Fig. 2 dans une position intermédiaire, la Fig. 4 est une vue en coupe par un plan médian d’une nacelle selon un deuxième mode de réalisation de l’invention en position fermée, la Fig. 5 est une vue en coupe similaire à celle de la Fig. 4 dans une position intermédiaire, la Fig. 6 montre une vue de côté d’une grille selon une première variante de l’invention, la Fig. 7 montre une vue de côté d’une grille selon une deuxième variante de l’invention, et la Fig. 8 montre une vue de côté d’une grille selon une troisième variante de l’invention.
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.
Le turboréacteur double flux 100 comporte une nacelle 102, 402 et un moteur 20 qui est logé à l’intérieur de la nacelle 102, 402. Comme cela est montré sur les Figs. 2 à 5, le turboréacteur double flux 100 présente une veine secondaire 202 entre la nacelle 102, 402 et le moteur 20 et dans laquelle circule le flux secondaire 208.
Dans la description qui suit, et par convention, on appelle x l'axe longitudinal de la nacelle 102, 402 qui est parallèle à l'axe longitudinal X 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 ou axe de tangage de l’aéronef qui est horizontal lorsque l’aéronef est au sol, et Z l'axe vertical ou hauteur verticale ou 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 de l’aéronef.
Le premier mode de réalisation va être décrit à partir des Figs. 2 et 3 qui montrent la nacelle 102 selon un premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation va être décrit à partir des Figs. 4 et 5 qui montrent la nacelle 402 selon un premier mode de réalisation.
La nacelle 102, 402 comporte au moins un volet inverseur 104, 404. En particulier, il peut y avoir deux volets inverseurs 104, 404 disposés l’un en face de l’autre, ou plusieurs, par exemple quatre, volets inverseurs 104, 404 répartis régulièrement sur la périphérie de la nacelle 102, 402.
Dans la description qui suit, l’invention est plus particulièrement décrite pour un volet inverseur 104, 404, mais elle s’applique de la même manière pour chaque volet inverseur 104, 404 lorsqu’il y en a plusieurs.
La nacelle 102, 402 présente un capot fixe 106 qui est monté fixe sur une structure de la nacelle 102, 402 et qui constitue une paroi extérieure de la nacelle 102, 402.
La nacelle 102, 402 présente, en aval du capot fixe 106 par rapport à l’axe longitudinal x, un capot mobile 108 monté mobile en translation sur la structure de la nacelle 102, 402 selon une direction de translation globalement parallèle à l’axe longitudinal x. La translation est réalisée par tous moyens appropriés comme par exemple des glissières.
Le capot mobile 108 est déplacé en translation par tous mécanismes d’entraînement appropriés comme par exemple au moins un vérin monté articulé entre le capot mobile 108 et la structure de la nacelle 102, 402. Chaque vérin peut être électrique, hydraulique ou pneumatique ou autre.
Le capot mobile 108 comporte une paroi intérieure 207a et une paroi extérieure 207b qui entoure la paroi intérieure 207a qui elle-même entoure le moteur 20 en délimitant la veine secondaire 202.
Le capot mobile 108 est mobile entre une position de fermeture (Fig. 2 et Fig. 4) dans laquelle la paroi extérieure 207b est accolée au capot fixe 106 et une position d’ouverture (Fig. 3 et Fig. 5) dans laquelle la paroi extérieure 207b est éloignée du capot fixe 106 vers l’arrière de manière à ouvrir une fenêtre 210 ouverte sur l’extérieur de la nacelle 102, 402. En position de fermeture, le capot fixe 106 et la paroi extérieure 207b se prolongent pour former l’enveloppe extérieure de la nacelle 102, 402 et pour obturer la fenêtre 210.
Dans le premier mode de réalisation de l’invention et en position de fermeture, le volet inverseur 104 est disposé entre la paroi extérieure 207b et la paroi intérieure 207a qui constitue une paroi extérieure de la veine secondaire 202 autour du moteur 20 pour canaliser le flux secondaire 208.
En position d’ouverture, la paroi intérieure 207a recule et ouvre le passage entre la veine secondaire 202 et la fenêtre 210.
Dans le deuxième mode de réalisation de l’invention et en position de fermeture, le volet inverseur 404 prolonge la paroi intérieure 207a et constitue une paroi extérieure de la veine secondaire 202 autour du moteur 20 pour canaliser le flux secondaire 208.
Dans chacun des modes de réalisation, le volet inverseur 104, 404 est monté mobile, ici libre en rotation autour d’un axe de rotation 50, entre une position inactive (Fig. 2 et Fig. 4) dans laquelle il n’est pas dans la veine secondaire 202 et une position active (Fig. 3 et Fig. 5) dans laquelle il obture au moins en partie la veine secondaire 202.
Dans le mode de réalisation des Figs. 2 et 3, le volet inverseur 104 est monté mobile autour de l’axe de rotation 50 sur la structure de la nacelle 102 par son extrémité aval par rapport au sens d’écoulement de l’air dans la veine secondaire 202 et il peut être déplacé entre la position active et la position inactive par tous moyens appropriés comme par exemple au moins un vérin ou un système de tringlerie.
Dans le mode de réalisation des Figs. 4 et 5, le bord amont du volet inverseur 404 est monté articulé autour de l’axe de rotation 50 à l’extrémité de la tige d’un vérin 409 et le bord aval du volet inverseur 404 par rapport au sens d’écoulement de l’air dans la veine secondaire 202 est monté articulé à une extrémité d’une tringle 411 dont l’autre extrémité est montée articulée sur la structure de la nacelle 102. Ainsi, en même temps que le capot mobile 108 recule, le vérin 409 s’allonge ce qui provoque la rotation du volet inverseur 404 dont une extrémité est retenue par la tringle 411 et ce qui positionne le volet inverseur 404 en position active. Le fonctionnement inverse permet de replacer le volet inverseur en position inactive.
Lorsque le capot mobile 108 est en position de fermeture, le volet inverseur 104, 404 est en position inactive, et lorsque le capot mobile 108 est en position d’ouverture, le volet inverseur 104, 404 est en position active de manière à dévier au moins une partie du flux secondaire 208 vers l’extérieur de la nacelle 102.
Entre la position de fermeture/inactive et la position d’ouverture/active, le système prend différentes positions intermédiaires.
Le passage de la position de fermeture à la position d’ouverture du capot mobile 108 est coordonné avec le passage de la position inactive à la position active du volet inverseur 104, 404 et inversement.
Le mécanisme d’entraînement comporte également une unité de contrôle, du type processeur, qui commande l’allongement et le raccourcissement de chaque vérin selon les besoins de l’aéronef 10.
Les formes et implantations des volets inverseurs 104, 404 ainsi que les mécanismes pour les déplacer qui sont décrits ci-dessus, sont donnés à titre d’exemple et tout autre mode de réalisation est envisageable.
Dans chacun des deux modes de réalisation, la nacelle 102, 402 est équipée de grilles de déviation 250 pour la formation d’un flux d’inversion, également connues sous le terme «cascades» qui sont disposées en travers de la fenêtre 210 pour améliorer l’efficacité de l’inverseur en contrôlant de manière plus précise la direction d'un flux secondaire 208 dévié et en particulier en l'orientant vers l’avant de la nacelle 102, 402.
Le nombre de grilles 250 par fenêtre 210 varie selon les dimensions des grilles 250 et de la fenêtre 210. Dans la description qui suit, l’invention est plus particulièrement décrite pour une grille 250, mais elle s’applique de la même manière pour chaque grille 250 lorsqu’il y en a plusieurs.
La Fig. 6 montre une grille 250 selon un premier mode de réalisation de l’invention. La Fig. 7 montre une grille 750 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention et la Fig. 8 montre une grille 850 selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
Chaque grille 250,750, 850 comporte un bord amont 254 orienté vers l’avant de la nacelle 102, 402 et un bord aval 252 orienté vers l’arrière de la nacelle 102, 402 qui permettent en particulier de fixer la grille 250, 750, 850 à la structure fixe de la nacelle 102 par exemple par des vis.
Entre le bord amont 254 et le bord aval 252, la grille 250, 750, 850 présente des ailettes 256 qui s’étendent entre un bord d’attaque orienté vers la veine secondaire 202 et un bord de fuite orienté vers l’extérieur de la nacelle 102, 402 à travers la fenêtre 210.
A titre d’exemple, chaque ailette 256 présente un profil courbe dont l’arrondi est orienté vers l’arrière du turboréacteur 100 et dont le centre de courbure est à l’avant par rapport à l’ailette 256 ce qui permet de dévier le flux secondaire 208 vers l’avant.
Afin de pourvoir s’adapter à la forme du capot mobile 108, et plus particulièrement de la paroi extérieure 207b, la hauteur des ailettes 256, c'est-à-dire la distance entre son bord d’attaque et son bord de fuite, diminue en progressant du bord amont 254 vers le bord aval 252.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté sur les Figs. 7 à 8, la hauteur des ailettes 256 est constante sur la plus grande partie de la grille 250, 750, 850 et diminue uniquement sur les deux dernières ailettes 256, mais comme cela est montré sur les Figs. 2 à 5, le nombre d’ailettes 256 dont la hauteur diminue peut être plus important.
Cette diminution de hauteur permet d’allonger la grille de déviation 250, 750, 850 entre son bord amont 254 et son bord aval 252 et donc de couvrir une surface de la fenêtre 210 plus importante et ainsi améliorer la déviation du flux secondaire 208.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 6, la réduction de hauteur s’effectue sous 5 la forme d’un biseau.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 7, la réduction de hauteur s’effectue sous la forme d’un profil concave en creux, qui permet un gain de poids plus important.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 7, la réduction de hauteur s’effectue sous la forme d’un profil convexe, qui permet de guider au mieux le flux secondaire 208 10 sur une plus grande hauteur.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS
    1) Nacelle (102, 402) pour un turboréacteur double flux (100) comportant un moteur (20), ladite nacelle (102, 402) comportant :
    - un capot fixe (106),
    - un capot mobile (108) comportant une paroi intérieure (207a) et une paroi extérieure (207b) qui entoure la paroi intérieure (207a) qui elle-même est destinée à entourer le moteur (20) en délimitant une veine secondaire (202) dans laquelle circule un flux secondaire (208), ledit capot mobile (108) étant mobile en translation selon une direction de translation entre une position de fermeture, dans laquelle la paroi extérieure (207b) est accolée au capot fixe (106), et une position d’ouverture dans laquelle la paroi extérieure (207b) est éloignée du capot fixe (106) de manière à ouvrir une fenêtre (210) ouverte sur l’extérieur de la nacelle (102, 402),
    - au moins un volet inverseur (104, 404) qui est monté mobile entre une position inactive dans laquelle il n’est pas dans la veine secondaire et une position active dans laquelle il obture au moins en partie la veine secondaire (202), et
    - au moins une grille de déviation (250, 750, 850) disposée en travers de la fenêtre (210), ladite grille de déviation (250, 750, 850) comportant un bord amont (254) orienté vers l’avant de la nacelle (102, 402) et un bord aval (252) orienté vers l’arrière de la nacelle (102, 402), ladite grille de déviation (250, 750, 850) comportant entre le bord amont (254) et le bord aval (252), des ailettes (256) qui s’étendent entre un bord d’attaque orienté vers la veine secondaire (202) et un bord de fuite orienté vers l’extérieur, où la hauteur des ailettes (256) diminue en progressant du bord amont (254) vers le bord aval (252).
  2. 2) Nacelle (102, 402) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la réduction de hauteur s’effectue sous la forme d’un biseau.
  3. 3) Nacelle (102, 402) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la réduction de hauteur s’effectue sous la forme d’un profil concave en creux.
  4. 4) Nacelle (102, 402) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la réduction de hauteur s’effectue sous la forme d’un profil convexe.
  5. 5) Turboréacteur double flux (100) comportant un moteur (20) et une nacelle (102, 402) selon l'une des revendications précédentes entourant le moteur (20), et où une veine secondaire (202) d’un flux secondaire (208) est délimitée entre la nacelle (102, 402) et le moteur (20).
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FR2978990A1 (fr) * 2011-08-08 2013-02-15 Aircelle Sa Dispositif d'inversion de poussee
EP2581593A2 (fr) * 2011-10-13 2013-04-17 Rohr, Inc. Ensemble d'inverseur de poussée avec vannes en cascade et plateau de déviation d'écoulement

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