WO1992005356A1 - Inverseur de poussee de turboreacteur, a portes associees a un panneau amont - Google Patents

Abstract

Les portes pivotantes (7) d'un inverseur de poussée de turboréacteur sont associées à un panneau amont (20) relié à la porte (7) par une biellette (22), porte (7) et panneau (20) pivotant chacun autour d'un pivot indépendant (27, 28) porté par la structure fixe, sous l'action d'un vérin (7a). En position d'inversion de poussée, le panneau (20) séparé de la porte (7) ménage un passage et concourt au contrôle des nappes du flux inversé. En position de jet direct, la cavité interne (16) de porte isolée de la veine par ledit panneau (20) coopérant avec la partie fixe amont (1) de l'inverseur et, côté aval, avec la face interne de porte (7) au niveau de joints d'étanchéité est laissée à la pression ambiante qui s'exerce ainsi sur la partie amont (11b) de l'élément interne (11) de porte (7) tandis que la partie aval (11a) est soumise à la pression de veine, de manière à assurer l'auto-fermeture de la porte (7).

Description

INVERSEUR DE POUSSEE DE TURBOREACTEUR, A PORTES ASSOCIEES

A UN PANNEAU AMONT

La présente invention concerne un inverseur de poussée de turboréacteur à double flux.

Dans ce type de turboréacteur comprenant un canal primaire de circulation des gaz dits de flux chaud constituant une veine principale d'éjection et un canal annulaire, coaxial au canal primaire, où circulent des gaz dits de flux froid, à la sortie par exemple d'une soufflante située â l'entrée du turboréacteur, et constituant une veine secondaire d'éjection, particulièrement lorsque le taux de dilution est élevé, l'inversion de poussée met en oeuvre principalement ou uniquement la dérivation du flux secondaire froid.

La figure 1 des dessins joints montre un exemple connu de réalisation d'un inverseur de poussée de ce type composé de trois parties principales, une partie fixe 1, située en amont, dans le prolongement de la paroi externe du canal de flux secondaire qui est délimité intérieurement par l'enveloppe de structure centrale du turboréacteur, une partie mobile 2 et une virole arrière fixe 3. Ladite partie fixe amont 1 comprend un panneau externe 4 de nacelle, un panneau interne 5 limitant extérieurement la veine du flux secondaire et un cadre avant 6 qui assure la jonction desdits panneaux 4 et 5. Ledit cadre avant 6 sert également de support au dispositif de commande des déplacements de la partie mobile 2 qui est essentiellement composée d'un certain nombre d'éléments déplaçables, ou obstacles communément appelés portes 7, ce nombre pouvant varier en fonction des applications particulières, par exemple deux, trois ou quatre portes 7 formant un ensemble annulaire, éventuellement en coopération avec une partie fixe, selon le mode de montage de l'ensemble de propulsion constitué par le turboréacteur sur l'avion. La figure 2 montre, selon une vue schématique en perspec¬ tive un exemple d'application d'un tel inverseur de poussée à un turboréacteur à double flux, l'inverseur comportant dans ce cas quatre portes 7 et la figure 2 montrant lesdites portes 7, fermées , correspondant à un fonctionnement en poussée directe. Chaque porte 7 est associée à un moyen de commande des déplacements tels qu'un vérin 7a.

En aval de la partie fixe 1, amont et aval étant définis par rapport au sens normal de circulation des gaz en poussée directe, la structure est prolongée par un bord de déviation 8, fixé sous le cadre avant 6 et destiné à assurer une orientation adéquate de l'écoulement, en position d'inversion de poussée. Chaque porte 7 est composée d'un panneau externe 9 venant se placer en position jet direct dans le prolongement du panneau externe 4 de la partie fixe amont 1 pour constituer la paroi aérodynamique continue limitant le flux extérieur au moteur représenté par la flèche 10, d'un panneau interne 11 et d'une structure intérieure formée de raidisseurs 12, assurant la liaison entre les panneaux 9 et 11. La porte 7 est complétée par un ensemble de déflecteurs destinés à canaliser l'écoulement inversé lorsque l'inverseur se trouve en position d'inversion de poussée et la porte 7 en position ouverte ou déployée. Cet ensemble comporte notamment en amont de la porte 7 un déflecteur 13 constitué d'une partie frontale associée ou non à des parties latérales. Afin que la porte 7, en position ouverte d'inversion de poussée, assure des performances suffisantes, il est habituellement nécessaire, comme dans l'exemple connu représenté à la figure 1, que la partie avant du panneau interne 11 s'écarte, dans une direction radiale extérieure, d'une surface théorique représentée par la ligne 14, correspondant à une enveloppe théorique de délimitation aérodynamique continue parfaite de la veine du flux secondaire des gaz, représenté par la flèche 15. Une cavité 16 se trouve ainsi formée du côté intérieur de la porte 7 lorsqu'elle se trouve en position fermée correspondant à la poussée directe, délimitée, à l'avant, par le déflecteur 13 de porte et par le bord de déviation 8 de la partie fixe amont 1, du côté externe, par la partie avant du panneau interne 11 de porte et du côté radialement interne, par ladite surface théorique 14. Une partie du flux est forcée par le bord de déviation 8 dans ladite cavité 16, créant ainsi une distorsion du flux et des perturbations dans les écoulements. Il en résulte des pertes aérodynamiques qui sont néfastes au fonctionnement en poussée directe.

D'autres exemples de réalisation du type d'inverseur de poussée de turboréacteur à portes basculantes sont décrits notamment par FR-A 2 486 153, FR-A 2 506 843 et FR-A 2 559 838. Des solutions ont également été proposées pour une amélioration du profil de veine correspondant à une enveloppe aérodynamique de veine correcte en fonction¬ nement de poussée directe.

Notamment, FR-A 2 621 082 définit une porte d'inverseur comportant une partie interne mobile s'adaptant au profil de veine lors du fonctionnement en poussée directe, masquant ainsi ladite cavité 16, tout en s'escamotant lors du fonctionnement en inversion de poussée pour obtenir les performances requises.

Dans tous ces exemples connus, la porte 7 d'inverseur est munie sur son pourtour de moyens d' étanchéité, notamment sur le bord de son panneau externe 9, comme l'élément 17 représenté sur la figure 1 coopérant avec la partie fixe amont 1 de l'inverseur et de même sur les bords latéraux coopérant avec les poutres 18 visibles sur la figure 2. Un autre problème concerne le contrôle du jet inversé lors du fonctionnement en inversion de poussée. FR-A 2559 838 cité ci-dessus a notamment recherché une solution dans divers aménagements apportés à la forme des bords du puits d'inversion dégagé dans le capotage lors de l'ouverture des portes de l'inverseur. On connaît également l'utilisation dans ce but d'un ensemble de déflecteurs associés à chaque porte, tel que le déflecteur frontal 13 représenté sur la figure 1. Toutefois dans certaines applications, ces aménagements antérieurement connus peuvent se révéler insuffisants pour assurer les performances requises.

Il est par ailleurs connu, afin d'éviter une ouverture intempestive de porte d'inverseur susceptible de gêner un bon comportement de 1'avion en dehors des phases d'approche, d'atterrissage ou de freinage, de prévoir au moyen de dispositifs connus en soi un verrouillage mécanique positif de la porte en position fermée. Il est cependant apparu souhaitable, notamment pour des applications sur appareils bimoteurs à longue distance, d'obtenir une auto-fermeture de la porte quels que soient l'état et la position des dispositifs normaux de fermeture et verrouillage. Par suite, le but de l'invention est d'apporter une solution à ces problèmes en conciliant les facilités de mise en oeuvre, tenant compte des impératifs de masse minimale, d'encombrement réduit qui sont des critères importants dans les applications aéronautiques concernées et de coût réduit, avec l'obtention des performances requises, aussi bien lors du fonctionnement en poussée directe en évitant les pertes aérodynamiques, que lors du fonctionnement en inversion de poussée en ménageant un pilotage adéquat des nappes du flux inversé. L'invention vise enfin particulièrement, en plus des choix technologiques assurant la fiabilité du matériel, à répondre de manière optimale aux conditions de sécurité en éliminant un risque d'ouverture intempestive d'éléments déplaçables tels que les portes d'inverseur en cas de déverrouillage accidentel.

Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, par un inverseur de poussée à portes pivotantes du type précité caractérisé en ce que le point d'application dudit vérin qui est disposé en position de jet direct de l'inverseur entre ladite porte et ledit panneau amont interne est situé sur la porte, en ce que les moyens de liaison entre ladite porte et ledit panneau amont interne comportent au moins une biellette, les points d'articulation à chaque extrémité de ladite biellette, la longueur de biellette et 1 'emplacement desdits pivots de porte et de panneau étant déterminés de manière que en position d'inversion de flux un passage est ménagé entre l'élément interne de porte et ledit panneau dont les inclinaisons associées au dispo¬ sitif de déflecteur de porte permettent un pilotage des nappes du flux inversé et que en position de jet direct ledit panneau amont interne se raccorde avec interposition de moyens d'étanchéité d'une part, à l'avant sur la partie fixe amont de l'inverseur et d'autre part,à l'arrière sur le bord arrière de la partie amont de l'élément interne de porte, la cavité amont formée entre ledit panneau amont interne et la partie interne de porte étant ainsi portée à la pression ambiante qui est inférieure à la pression de la veine s' exerçant sur la partie aval de l'élément in¬ terne de porte de telle sorte que, compte-tenu de la position déterminée des pivots, des efforts dans le sens de 1 'auto-fermeture s'exercent positivement sur ladite porte, la position fermée de la porte devenant une posi- tion stable.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 représente une demi-vue schématique, en coupe longitudinale par un plan passant par l'axe de rotation d'un turboréacteur associé, d'un inverseur de poussée à portes pivotantes, en position fermées, d'un type connu et qui a fait précédemment l'objet d'une description ;

- la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'un inverseur de poussée du type précité montré en position monté et avec les portes fermées ;

- la figure 3 représente, dans une vue analogue à celle de la figure 1 un inverseur de poussée à portes pivotantes, en position fermées, selon un mode de réalisation de 1'invention ;

- la figure 4 représente, dans une vue analogue à celle de la figure 3, le plan de coupe étant décalé, l'inverseur de poussée représenté sur la figure 3 comportant des moyens de liaison d'un panneau amont interne à la porte d'inverseur ;

- la figure 5 représente, dans une vue schématique analogue à celles des figures 1 et 3, l'inverseur de poussée conforme à l'invention dans une position d'inversion de poussée, montrant la position des portes et panneaux mobiles. Selon un mode de réalisation de 1 ' invention représenté sur la figure 3, un inverseur de poussé susceptible d'effectuer dans les phases de vol pertinentes d'un avion l'inversion du flux secondaire d'un turboréacteur associé à double flux, comporte les ensembles et pièces qui ont été précédemment décrits en référence à la figure 1 dans un exemple connu de réalisation et on conservera les mêmes références de ces éléments lorsqu'ils sont identiques ou correspondants. L'inverseur de poussée comporte ainsi la partie fixe amont 1 composée du panneau externe 4 de nacelle, du panneau externe 5 de veine du flux secondaire représenté par la flèche 15, panneau dont l'extrémité aval est prolongée par le bord de déviation 8 et du cadre avant 6 formant le support du vérin 7a, puis la partie mobile 2 constituée des portes 7, chacune composée d'un élément externe 9 constituant la paroi de délimitation aérodynamique du flux extérieur au moteur représenté par la flèche 10 lorsque la porte 7 est en position fermée, d'un élément interne 11, de la structure intérieure 12 et de l'ensemble des déflecteurs comportant notamment le déflecteur frontal 13 et enfin le cône arrière fixe 3.

Dans la position fermée de la porte 7, correspondant au fonctionnement en poussée directe de l'inverseur de poussée, la surface théorique 14, représentée à la figure 1 de 1'exemple connu et correspondant à 1'enveloppe aérodynamique continue théorique de la veine du flux secondaire est matérialisée, entre la face interne du panneau 5, en amont, et la face interne du cône arrière fixe 3, en aval, d'une part, par la surface interne 19 de la partie aval lia de l'élément interne 11 de porte et, d'autre part, par la surface interne 20a d'un panneau amont interne 20 qui double la partie amont 11b de l'élément interne 11 de porte en fermant ainsi du côté interne la cavité amont 16 ménagée entre ledit panneau 20 et la porte 7.

De manière remarquable et conforme à l'invention, le joint d'étanchéité 17 représente sur l'exemple antérieur de la figure 1 et disposé entre le bord amont de la porte 7 et la structure fixe amont 1 de l'inverseur a été supprimé, mettant ainsi la cavité 16 en relation avec la pression ambiante extérieure. Par contre du côté aval, un joint d'étanchéité 21 est maintenu entre le bord arrière de la partie aval lia de l'élément interne 11 de porte et le cône arrière 3. Le montage du panneau amont interne 20 est schématiquement représenté sur la figure 4. Une biellette 22 relie une articulation 23 solidaire dudit panneau 20 et une articulation 24 solidaire de la partie amont 11b de la partie interne 11 de porte. Un joint d'étanchéité 25 est interposé entre le bord amont dudit panneau 20 et la structure fixe amont 1 et de même un joint d'étanchéité 26 est également interposé entre le bord aval dudit panneau 20 et la zone de raccordement sur le bord arrière de la partie amont 11b de la partie interne 11 de porte, de telle sorte que dans la position correspondant au fonctionnement en poussée directe de l'inverseur représentée sur la figure 4, la partie interne amont 11b de la porte 7 est soumise à une pression ambiante qui règne dans la cavité 16 tandis que la pression de la veine fluide circulant dans le canal annulaire de 1' inverseur s'exerce sur la face interne de la partie interne aval lia de la porte 7.

De manière connue en soi, chaque porte 7 est supportée sur ses bords latéraux nar un nivo fixe 27 porté par la structure fixe de l'inverseur, notamment par le bord d'une poutre longitudinale 18 telle que représentée sur la figure 2. De manière analoσue, le canneau amont interne 20 associé à chaque porte 7 est supporté par un pivot indépendant fixe 28 également porté par la structure fixe. 5 Ces pivots 27 et 28 sont associés de manière connue à des ferrures de support, de part et d'autre, selon des modalités qui n'ont pas été représentées en détails sur les dessins.

0 On va donner, en référence à la figure 5, une description sommaire du fonctionnement de l'inverseur de poussée qui vient d'être décrit en référence aux figures 3 et 4. Pour passer de la position fermée de la porte 7 d'inverseur, telle que représentée sur les figures 3 et 4 et 5 correspondant à un fonctionnement en poussée directe à une ouverture de la porte 7, représentée sur la figure 5 correspondant à la fermeture du canal secondaire et à une inversion de poussée, le vérin 7a, actionné par un système de commande, d'un type connu en soi et non représenté sur θ les dessins, par déplacement de son articulation 29 sur la porte 7, représentée sur la figure 3, fait pivoter ladite porte autour de ses pivots 27 jusqu'à ce que le bord aval 7b de la porte vienne rejoindre la surface de l'enveloppe interne 30 du canal annulaire de la veine 5 secondaire du flux. Dans ce mouvement de pivotement la porte 7 entraîne par l'intermédiaire de la biellette 22 le panneau amont 20 qui pivote autour de ses propres pivots 28 de manière à ménager de part et d'autre du panneau 20 des canaux de passage du flux inversé. 0

L'orientation du flux notamment assurée par le déflecteur frontal 13 de la porte 7 déviant le jet vers l'avant est amélioré grâce au pilotage des nappes du flux inversé qui est ainsi assuré par le panneau 20 grâce à diverses 5 dispositions complémentaires adaptées aux résultats recherchés en fonction des applications particulières. Ces résultats sont notamment influencés par le choix des positions respectives des pivots 27 de porte et 28 de panneau et par le profil particulier, notamment sur sa face externe, donné au panneau 20.

En se reportant à la figure 4, dans la position du fonctionnement en poussée directe, on relèvera en outre un avantage important de l'invention. En effet, comme noté précédemment, par suite de l'absence de joint d'étanchéité au bord avant de la porte 7, mais de la présence par contre de tels joints 25 et 26 aux bords du panneau interne amont 20, un déséquilibre des efforts s'exerçant sur la porte 7 est créé. Les efforts de pression interne de la veine fluide s'exerçant sur la partie interne aval lia de la porte 7 ne sont pas compensés par des efforts s'exerçant sur la partie amont 11b du fait que la cavité 16 se trouve à la pression ambiante. Il en résulte une tendance à 1'auto-fermeture de la porte 7 dont la position fermée est stable, évitant ainsi tout risque d'ouverture intempestive en cas de déverrouillage accidentel, ou dans le cas de rupture, ladite porte étant par ailleurs équipée des dispositifs habituels de verrouillage/déverrouillage.

On note également que la répartition ainsi obtenue des pressions sur la partie amont 11b et sur la partie aval lia de l'élément interne 11 de porte permet une réduction des charges et une réduction de l'effort demandé au vérin 7a, ce qui permet un dimensionnement réduit et une diminution avantageuse de 1'encombrement.

Claims

REVENDICATIONS

1. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux comportant des portes pivotantes (7) susceptibles, en position fermée, de s'intégrer dans la paroi extérieure du canal annulaire du flux secondaire, constituées d'un élément externe (9) et d'un élément interne (11) formant deux parois reliées par des raidisseurs (12), la partie amont (11b) de chaque porte (7) étant doublée sur sa face interne par un panneau amont interne (20), la porte (7) et ledit panneau (20) étant reliés l'un à l'autre par des moyens de liaison et étant susceptibles chacun de pivoter autour de pivots latéraux indépendants (27,28) portés par la structure fixe de l'inverseur sous l'action d'un moyen de commande des déplacements tels qu'un vérin (7a) caractérisé en ce que le point d'application dudit vérin (7a) qui est disposé en position de jet direct de l'inverseur entre ladite porte (7) et ledit panneau amont interne (20) est situé sur la porte (7), en ce que les moyens de liaison entre ladite porte (7) et ledit panneau amont interne (20) comportent au moins une biellette (22), les points d'articulation (23,24) à chaque extrémité de ladite biellette, la longueur de biellette (22) et l'emplacement desdits pivots (27,28) de porte et de panneau étant déterminés de manière que en position d'inversion de flux un passage est ménagé entre l'élément interne (11) de porte (7) et ledit panneau (20) dont les inclinaisons associées au dispositif de déflecteur (13) de porte, permettent un pilotage des nappes du flux inversé et que en position de jet direct ledit panneau amont interne (20) se raccorde avec interposition de moyens d'étanchéité (25,26), d'une part, à l'avant sur la partie fixe amont (1) de l'inverseur et d'autre part, à l'arrière sur le bord arrière de la partie amont (11b) de l'élément interne (11) de porte, la cavité amont (16) formée entre ledit panneau amont interne (20) et la partie interne amont (11b) de porte étant ainsi portée à la pression ambiante qui est inférieure à la pression de la veine s'exerçant sur la partie aval (lia) de l'élément interne (11) de porte de telle sorte que, compte-tenu de la position déterminée des pivots (27,28), des efforts dans le sens de 1'auto-fermeture s'exercent positivement sur ladite porte (7), la position fermée de la porte (7) devenant une position stable.