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Inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur double
flux.
La présente invention concerne un inverseur de poussée, dit à
grilles ou à cascades, pour un moteur à réaction.
Un avion est mu par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans
une nacelle abritant également un ensemble de dispositifs d'actionnement
annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le
turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Ces dispositifs
d'actionnement
annexes comprennent notamment un système mécanique d'inversion de
poussée.
Plus précisément, une nacelle présente généralement une
structure tubulaire comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une
section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une
section aval abritant les moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer
la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par
une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.
Les nacelles modernes sont destinées à abriter un turboréacteur
double flux apte à générer par l'intermédiaire des pâles de la soufflante en
rotation un flux d'air chaud (également appelé flux primaire) issu de la
chambre
de combustion du turboréacteur, et un flux d'air froid (flux secondaire) qui
circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un canal annulaire, également
appelé veine, formé entre un carénage du turboréacteur et une paroi interne de
la nacelle. Les deux flux d'air sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de
la
nacelle.
Le rôle d'un inverseur de poussée est, lors de l'atterrissage d'un
avion, d'améliorer la capacité de freinage de celui-ci en redirigeant vers
l'avant
au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur. Dans cette
phase, l'inverseur obstrue le canal annulaire du flux d'air froid et dirige ce
dernier vers l'avant de la nacelle, générant de ce fait une contre-poussée qui
vient s'ajouter au freinage des roues de l'avion.
Les moyens mis en oeuvre pour réaliser cette réorientation du flux
d'air froid varient suivant le type d'inverseur. Cependant, dans tous les cas,
la
structure d'un inverseur comprend des capots mobiles déplaçables entre, d'une
part, une position déployée dans laquelle ils ouvrent dans la nacelle un
passage destiné au flux dévié, et d'autre part, une position d'escamotage dans
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laquelle ils ferment ce passage. Ces capots peuvent remplir une fonction de
déviation ou simplement d'activation d'autres moyens de déviation.
Dans le cas d'un inverseur à grilles, également connu sous le
nom d'inverseur à cascade, la réorientation du flux d'air est effectuée par
des
grilles de déviation, le capot n'ayant qu'une simple fonction de coulissage
visant à découvrir ou recouvrir ces grilles. Des portes de blocage
complémentaires, également appelées volets d'inversion, activées par le
coulissement du capotage, permettent généralement une fermeture du canal
annulaire en aval des grilles de manière à optimiser la réorientation du flux
d'air
froid.
Ces volets d'inversion sont montés pivotants, par une extrémité
amont, sur le capot coulissant entre une position rétractée dans laquelle ils
assurent, avec ledit capot coulissant, la continuité aérodynamique de la paroi
interne de la nacelle et une position déployée dans laquelle, en situation
d'inversion de poussée, ils viennent obturer au moins partiellement le canal
annulaire en vue de dévier un flux d'air froid vers les grilles de déviation
découvertes par le coulissement du capot coulissant.
Le pivotement des volets d'inversion est généralement guidé par
des bielles rattachées au volet d'inversion et à un point fixe de la structure
interne délimitant le canal annulaire.
Or, le fait que les bielles de guidage traversent le canal annulaire
engendre de nombreuses perturbations aérodynamiques dans le flux
secondaire.
De plus, la fixation de ces bielles sur la structure interne nécessite
l'installation de points fixes d'articulation sur cette dernière qui réduit la
surface
de la structure interne pouvant être utilisée pour un traitement acoustique de
ladite structure interne.
En outre, la structure d'inversion de poussée se trouve
mécaniquement liée par les bielles à la structure interne. De ce fait, la
structure
d'inversion de poussée et la structure interne ne sont pas indépendantes l'une
de l'autre, ce qui complique leur dépose lorsque des opérations de
maintenance sur la nacelle ou le turboréacteur l'exigent, en particulier pour
les
structures externes de type dit O-duct , c'est-à-dire réalisée à partir
d'une
seule pièce entourant complètement le turboréacteur contrairement aux
structures de type C-duct comprenant deux demi-parties réunies entre elles
autour du turboréacteur.
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Afin de pallier ces problèmes, il a été proposé de nombreuses
solutions dont celle décrite dans la demande de brevet FR 2 907 512 au nom
de la demanderesse.
Dans cette demande, il est proposé un inverseur de poussée pour
moteur à réaction dans lequel le capot coulissant est apte à translater grâce
à
un vérin d'actionnement monté sur la structure amont fixe. Le vérin
d'actionnement comporte une base logeant un coulisseau d'entraînement
concentrique à une tige terminale reliée au capot coulissant. Le coulisseau
d'entraînement et la tige terminale sont tous les deux mobiles selon une
direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la nacelle de manière
indépendante l'un de l'autre. Le coulisseau d'entraînement est en outre relié
à
une extrémité aval du volet d'inversion par l'intermédiaire d'une bielle
d'entraînement, de sorte qu'un mouvement de translation du coulisseau
s'accompagne d'un pivotement de la bielle et par conséquent du volet
d'inversion, et où des moyens d'actionnement sont prévus pour entraîner le
coulisseau en translation lorsque le capot coulissant est dans une phase de
translation vers l'aval.
Cependant, un tel inverseur de poussée est assez complexe à
fabriquer à une échelle industrielle, et malgré ses avantages, sa mise en
oeuvre recèle certaines difficultés.
En effet, la bielle d'entraînement du volet d'inversion peut
notamment traverser une peau monolithique appelée diaphragme qui obstrue
le passage de l'air froid du canal annulaire vers la grille lorsque le capot
coulissant est en position rétractée. Or, le diaphragme a pour but d'assurer
une
barrière étanche, simple et fiable à toute sortie du flux d'air froid au
travers des
grilles en position de fermeture du capot coulissant.
En outre, l'étanchéité entre le canal annulaire dans lequel circule
de flux d'air froid et l'externe de la nacelle est réalisée sur la structure
externe
de la nacelle induisant une pression supplémentaire pour la structure interne
de la nacelle. Par conséquent, il est nécessaire de renforcer cette structure
interne ce qui pénalise la masse de la nacelle.
De plus, le vérin d'actionnement traverse la grille d'inversion du
flux empêchant une installation de grilles auto supportées, c'est-à-dire
fixées
radialement les unes aux autres pour éviter le montage d'une structure
porteuse en aval de ces grilles. Une telle installation auto supportée
permettrait
un gain de place et un gain de masse.
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Par ailleurs, l'extrémité de la bielle étant fixée sur le coulisseau
d'entraînement, cela interfère avec la grille d'inversion, réduisant
l'efficacité
d'inversion du flux et dégradant l'installation dans la zone de
l'interférence.
Un but de la présente invention est de fournir un inverseur de
poussée dont les volets d'inversion ne sont pas rattachés à la structure
interne,
efficace, simple à fabriquer industriellement et ne présentant pas les
inconvénients mentionnés ci-dessus.
A cet effet, selon un premier aspect, l'invention a pour objet un
inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur double flux comprenant :
- une structure amont fixe,
- des moyens de déviation fixes rattachés à la structure amont
fixe, lesdits moyens étant aptes à dévier au moins une partie du flux d'air
froid
du turboréacteur hors de la nacelle,
- un capot coulissant en translation selon une direction
sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la nacelle,
- au moins un volet d'inversion monté pivotant par une extrémité
amont sur le capot coulissant, le ou les volets d'inversion étant entraînés
par
l'intermédiaire d'une bielle d'entraînement,
le capot coulissant étant mobile par l'intermédiaire d'au moins un
vérin d'actionnement, et le volet d'inversion étant relié également à un vérin
d'actionnement par l'intermédiaire d'au moins une bielle d'entraînement de
sorte qu'un mouvement de translation du ou des vérins d'actionnement du
capot coulissant et du vérin d'actionnement du volet d'inversion permettent
audit capot coulissant de passer alternativement d'une position de fermeture,
dans laquelle le volet d'inversion est en position rétractée et le capot
coulissant
assure la continuité aérodynamique de la nacelle en couvrant les moyens de
déviation, à une position d'ouverture dans laquelle le capot coulissant ouvre
un
passage dans la nacelle en découvrant les moyens de déviation et le volet
d'inversion est en position pivotée en obturant une partie d'un canal
annulaire
de la nacelle,
caractérisé en ce que les moyens de déviation et les vérins
d'actionnement sont disposés dans deux plans sensiblement parallèles l'un au-
dessus de l'autre selon une direction radiale de la nacelle.
L'inverseur de l'invention permet de séparer radialement les
moyens d'inversion de poussée des vérins d'actionnement et du volet
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d'inversion. Ainsi, le système d'entraînement du capot et du volet d'inversion
est positionné hors de l'enveloppe des moyens d'inversion.
Une telle configuration permet avantageusement de
- de simplifier l'installation des moyens d'inversion de poussée et
5 de diminuer la masse de ces derniers en supprimant la structure porteuse ;
- d'isoler l'espace destiné à recevoir les moyens d'inversion de
poussée et donc la structure interne du capot coulissant du flux d'air froid ,
- d'éviter toute interférence entre le fonctionnement de la bielle
d'entraînement du volet et les moyens de déviation ,
- de prévoir, si nécessaire, un diaphragme plein entre le plan
contenant les moyens de déviation et les vérins d'actionnement, sans la
présence d'une ou de plusieurs ouvertures pour le passage et le
fonctionnement d'une ou de plusieurs bielles d'actionnement, améliorant la
fonction d'étanchéité simple à installer et efficace.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'inverseur selon
l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles
suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles :
- le vérin d'actionnement du volet d'inversion est un vérin
d'actionnement du capot coulissant comportant un coulisseau d'entraînement
entourant une tige terminale reliée au capot coulissant, la bielle
d'entraînement
étant fixée sur le coulisseau de sorte qu'un mouvement de translation du vérin
d'actionnement dans une direction s'accompagne d'un mouvement de
translation du capot coulissant dans la même direction et d'un mouvement de
pivotement de la bielle d'entraînement et du volet d'inversion ,
- le vérin d'actionnement est configuré pour que le coulisseau
d'entraînement et la tige terminale puissent être mis en mouvement de manière
sensiblement synchronisée à des vitesses différentes ;
- le vérin d'actionnement comporte un fourreau cylindrique à
l'intérieur duquel sont logés le coulisseau d'entraînement, la tige terminale
et
un corps intermédiaire interposé entre le coulisseau d'entraînement et la tige
terminale, chacun des trois corps étant engagé mécaniquement avec le corps
adjacent par le biais de filetage ;
- deux bielles d'entraînement sont placées de chaque côté du
coulisseau d'entraînement ,
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- le ou les volets d'inversion présentent une échancrure en amont
configurée pour permettre le passage d'au moins une partie du coulisseau
d'entraînement ;
- le capot coulissant comprend en outre un diaphragme configuré
pour assurer l'étanchéité de la nacelle en position de fermeture, ledit
diaphragme étant interposé entre le plan des moyens de déviation et celui des
vérins d'actionnement lorsque le capot coulissant est en position de fermeture
de sorte que le fonctionnement de la bielle d'entraînement n'interfère pas
avec
le diaphragme ;
- le diaphragme comporte en extrémité amont une excroissance
apte à s'écraser sur un joint d'étanchéité monté sur la structure amont fixe
en
position de fermeture du capot coulissant ;
- le diaphragme supporte au moins une glissière de guidage
renforcée apte à guider le coulisseau d'entraînement et apte à empêcher la
flexion du coulisseau d'entraînement du vérin d'actionnement ;
- le diaphragme comporte une extrémité amont échancrée apte à
permettre le passage d'au moins une partie du coulisseau d'entraînement ;
- le diaphragme comporte un tablier en amont ;
- le tablier est festonné ;
- un premier moyen d'étanchéité est disposé entre l'extrémité
amont du diaphragme et l'extrémité aval des moyens de déviation ,
- un second moyen d'étanchéité est disposé entre le tablier du
diaphragme et l'extrémité amont du ou des volets d'inversion ,
- l'extrémité aval d'un volet d'inversion recouvre sensiblement un
prolongement amont du capot coulissant ;
- la direction de la bielle d'entraînement est sensiblement normale
à l'axe du coulisseau d'entraînement du vérin d'actionnement du capot
coulissant en phase d'inversion de poussée ,
- au moins un des volets d'inversion est entraîné par un ou les
deux volets d'inversion adjacents commandés par un vérin d'actionnement ;
- l'entraînement du volet d'inversion entraîné est réalisé par une
bielle de transmission montée à une extrémité du volet d'inversion entraîné et
coopérant avec une potence fixée sur le ou les volets d'inversion entraîneurs
,
- la potence et la bielle de transmission sont positionnées de telle
sorte qu'elles permettent le chevauchement des extrémités inférieures des
volets d'inversion entre eux.
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- la potence est positionnée latéralement sur la structure interne
du volet d'inversion entraîneur du coté mitoyen du côté entraîné de sorte que
le
point de liaison de la potence avec la bielle de transmission soit en porte à
faux
avec la structure du volet d'inversion entrainé ,
- un des axes de la bielle de transmission comporte un système
de ressort ;
- le volet d'inversion entraîné comporte un moyen de butée en
amont apte à venir buter contre un élément de forme complémentaire dans la
structure fixe lorsque ledit volet d'inversion est en position rétractée ,
- le moyen de butée est un pion apte à s'encastrer dans un
logement prévu dans la structure fixe ;
- les volets d'inversion entraîneur et entraîné sont aptes à
sensiblement se recouvrir au niveau d'une de leurs extrémités, au moins une
extrémité étant équipée d'un moyen élastique ou d'un moyen de mise sous
contrainte ;
- la partie du volet d'inversion venant en contact sur le moyen
élastique ou de mise sous contrainte comporte un renforcement de surface
sous la forme de panneau enserrant une unité à âme alvéolaire ;
- un unique vérin d'actionnement entraîne trois volets d'inversion
par un système d'assujettissement.
Selon un autre aspect de l'invention, l'invention a pour objet une
nacelle pour turboréacteur double flux comprenant un inverseur de poussée
conforme à l'invention.
L'invention sera davantage comprise à la lecture de la description
non limitative qui va suivre, faite en référence aux figures ci-dessous
annexées.
- la figure 1 est une vue partielle schématique en coupe
longitudinale selon un plan passant par un vérin d'actionnement d'un inverseur
de poussée à grille selon une forme de réalisation de l'invention, l'inverseur
de
poussée étant en position fermée;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 durant une phase
de déploiement du volet d'inversion pour obturer le canal annulaire
d'écoulement ;
- la figure 3 est une vue partielle schématique en coupe
transversale d'un inverseur de poussée à grille selon une forme de réalisation
de l'invention ,
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- la figure 4 et la figure 5 sont des vues partielles schématiques
en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'un vérin d'actionnement
employé dans le cadre de l'invention en position fermée et en position de
déploiement ;
- la figure 6 est une vue partielle schématique en coupe
longitudinale selon un plan passant par un vérin d'actionnement d'un inverseur
de l'invention selon un autre mode de réalisation ,
- la figure 7 est une vue partielle schématique en coupe
longitudinal d'un inverseur de poussée selon un autre mode de réalisation ,
- la figure 8 est une vue partielle en coupe transversale d'un
inverseur de poussée à grille selon une forme de réalisation de l'invention ,
- la figure 9 est une vue partielle schématique en coupe
longitudinale d'un inverseur de l'invention selon une variante ,
- la figure 10 est une vue partielle schématique en coupe
transversale d'un inverseur de poussée à grille selon une forme de réalisation
de l'invention ,
- la figure 11 est une vue partielle schématique en coupe
transversale d'un inverseur de poussée à grille selon une forme de réalisation
de l'invention ,
- la figure 12 est une vue partielle schématique en coupe
longitudinale d'un inverseur de l'invention d'un autre mode de réalisation de
l'invention.
L'inverseur de poussée 1 des figures 1 à 12 est associé à un
turboréacteur à double flux (non représenté) et comprend une nacelle externe
qui définit avec une structure interne concentrique 11 un canal annulaire
d'écoulement 10 permettant le passage du flux d'air froid.
Un capot 2 coulissant longitudinalement est constitué de deux
parties hémicylindriques montées sur la nacelle de manière à pouvoir coulisser
le long de glissières (non représentées).
Une ouverture munie de moyens de déviation fixes, notamment
sous la forme de grilles de déviation 4, est ménagée dans la nacelle externe
de
l'inverseur de poussée 1. Cette ouverture, en situation de poussée directe des
gaz, est fermée par le capot coulissant 2 et elle est dégagée, en situation
d'inversion de poussée, par un déplacement en translation longitudinale vers
l'aval (par référence au sens d'écoulement des gaz) du capot coulissant 2
selon l'axe longitudinal principal de la nacelle.
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Une pluralité de volets d'inversion 20, répartis sur la circonférence
du capot 2, sont chacun montés pivotant, par une extrémité amont autour d'un
axe d'articulation 21, sur le capot coulissant 2 entre une position rétractée
et
une position déployée dans laquelle, en situation d'inversion de poussée, ils
obturent le canal annulaire 10 en vue de dévier un flux d'air froid vers
l'ouverture à grilles 4. Un joint d'étanchéité (non représenté) peut être
prévu sur
le pourtour de chaque volet d'inversion 20 afin d'isoler le flux circulant
dans le
canal annulaire 10 du flux externe à la nacelle.
Lors du fonctionnement du turboréacteur en poussée directe (voir
figure 1), le capot coulissant 2 forme tout ou partie d'une partie aval de la
nacelle, les volets d'inversion 20 étant alors rétractés dans le capot
coulissant
2 qui obture l'ouverture à grilles 4.
Pour inverser la poussée du turboréacteur, le capot coulissant 2
est déplacé en position aval et les volets d'inversion 20 pivotent en position
d'obturation de manière à dévier le flux secondaire vers les grilles 4 et de
former un flux inversé guidé par les grilles 4 (voir figure 2).
Comme représenté sur les figures 1 à 3, le ou les volets
d'inversion 20 sont montés pivotant par une extrémité amont sur le capot
coulissant 2 par l'intermédiaire d'une bielle d'entraînement 30. Il est
également
possible que le ou les volets d'inversion 20 sont montés pivotant par une
extrémité aval sur le capot coulissant 2 par l'intermédiaire de la bielle
d'entraînement 30.
Le capot coulissant 2 et le ou les volets d'inversion 20 peuvent
être mobiles par l'intermédiaire de vérins d'actionnement distincts dont au
moins un est relié au capot coulissant 2 et un autre au(x) volet d'inversion
20.
Ceci permet d'avoir une ouverture en phase d'inversion de poussée qui peut
être différée voire pilotée. Dans ce cas, lesdits vérins d'actionnement
comprennent une tige reliée soit au capot coulissant 2 soit au(x) volet
d'inversion 20, la tige coulissant dans un coulisseau sensiblement fixe.
Selon une variante représenté aux figures 1 à 3, le capot
coulissant 2 est mobile par l'intermédiaire d'au moins un vérin d'actionnement
22 comportant un coulisseau d'entraînement 24 entourant une tige terminale
25 reliée au capot coulissant 2. La bielle d'entraînement 30 est fixée sur
ledit
coulisseau 24 de sorte qu'un mouvement de translation du vérin
d'actionnement 22 dans une direction s'accompagne d'un mouvement de
translation du capot coulissant 2 dans la même direction et d'un mouvement de
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pivotement de la bielle d'entraînement 30 et du volet d'inversion 20. Ceci
permet audit capot coulissant 2 de passer alternativement d'une position de
fermeture, dans laquelle le volet d'inversion 20 est en position rétractée et
le
capot coulissant 2 assure la continuité aérodynamique de la nacelle en
5 couvrant les moyens de déviation 4, à une position d'ouverture dans laquelle
le
capot coulissant 2 ouvre un passage dans la nacelle en découvrant les moyens
de déviation 4 et le volet d'inversion 20 est en position pivotée en obturant
une
partie d'un canal annulaire de la nacelle.
Plus précisément, le coulisseau d'entraînement 24 d'un volet
10 d'inversion (ou de deux volets d'inversion 20 placés de part et d'autre du
coulisseau 24) est monté mobile dans une ou deux glissières latérales 33 de
guidage en translation ménagée dans une structure du capot coulissant 2.
Le coulisseau d'entraînement 24 est relié à une extrémité aval du
volet d'inversion 20 par l'intermédiaire de la bielle d'entraînement 30
articulée
sur le volet d'inversion 20 autour d'un axe 31 et sur le coulisseau
d'entraînement 24 autour d'un axe transversal 26, de sorte qu'un mouvement
de translation différentiel faisant se rapprocher le point 26 du coulisseau
d'entraînement 24 dans sa ou ses glissières de guidage 33, par rapport au
point d'entraînement 27 du capot coulissant, s'accompagne d'un pivotement de
la bielle 30 et par conséquent du volet d'inversion 20. Selon la variante où
le ou
les volets d'inversion 20 sont montés pivotant par une extrémité aval sur le
capot coulissant 2, le coulisseau d'entraînement 24 est relié à une extrémité
amont du volet d'inversion 20 par l'intermédiaire de la bielle d'entraînement
30
de sorte qu'un mouvement de translation différentiel faisant s'éloigner le
point
26 du coulisseau d'entraînement 24, dans sa ou ses glissières de guidage 33,
par rapport au point d'entraînement 27 du capot coulissant s'accompagne d'un
pivotement de la bielle 30 et par conséquent du volet d'inversion 20.
Il est possible que deux bielles 30, voire plus, soient placées de
chaque côté du coulisseau d'entraînement 24.
Les glissières latérales de guidage 33 assurent une reprise
d'effort qui permet d'éviter un risque de flambage du vérin d'actionnement 22
dû à la pression aérodynamique sur les volets d'inversion 20.
Les glissières de guidage 33 (voir figures 5 et 6) sont disposées
de part et d'autre du coulisseau d'entraînement 24, chacune recevant une
extrémité, pourvue d'un patin ou galet 32, de l'axe transversal 26
d'articulation
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de la (ou des) bielle(s) d'entraînement 30 sur une extrémité du coulisseau
d'entraînement 24.
Ici, le coulisseau d'entraînement 24 forme un tronçon mobile
intermédiaire 24 d'un vérin d'actionnement 22 "télescopique" disposé selon un
axe longitudinal de l'inverseur.
Ce vérin d'actionnement 22, pneumatique, électrique ou
hydraulique, comporte une base tubulaire 23 liée, fixe ou rotulée, à la
nacelle
externe en amont (en 3) de l'inverseur 1 . La base 23 loge le coulisseau
d'entraînement 24 ainsi que la tige terminale 25, tous deux montés,
indépendamment l'un de l'autre, axialement coulissant dans la base 23 du vérin
d'actionnement 22.
Une extrémité aval de la tige terminale 25 est reliée au capot
coulissant 2 par l'intermédiaire d'un axe transversal d'entraînement 27 logé
dans une cavité de forme oblongue perpendiculairement à la direction de
déplacement du capot 2, et pratiquée dans une ferrure 29 du capot coulissant
2. Cette cavité permet d'éviter un alignement de points hyperstatiques entre
la
base 23 du vérin d'actionnement 22, l'axe de pivotement 26 à l'extrémité du
tronçon mobile 24 et l'axe d'entraînement 27 à l'extrémité de la tige
terminale
25.
Le vérin d'actionnement 22 est commandé de manière à entraîner
le coulisseau d'entraînement 24 en translation dans ses glissières de guidage
33 avantageusement pendant toute la course de translation vers l'aval.
Le degré d'ouverture des volets d'inversion 20, en début de
phase d'ouverture des capots coulissants 2, est plus rapide que l'ouverture
dudit capot 2. Ceci a pour conséquence qu'en en début de phase d'ouverture
des capots coulissants 2, la section de passage à travers la nacelle est
inférieure à la section du canal annulaire 10 bloqué par les volets
d'inversion. Il
s'ensuit une augmentation de la pression dans le moteur, ce qui implique une
gestion délicate du régime du turboréacteur dans cette phase transitoire.
L'actionnement du capot coulissant 2 et le pivotement des volets
d'inversion 20 doivent donc s'effectuer simultanément mais à des vitesses
différentes.
Pour ce faire, le vérin d'actionnement 22 est configuré pour que le
coulisseau d'entraînement 24 et la tige terminale 25 puissent être mis en
mouvement de manière sensiblement synchronisée à des vitesses différentes,
comme cela est proposé dans la demande de brevet FR 2 917 788. Ainsi et
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comme représenté aux figures 4 et 5, le vérin d'actionnement 22 selon
l'invention comporte un fourreau 40 cylindrique à l'intérieur duquel sont
logés
trois corps concentriques formant tiges à savoir le coulisseau d'entraînement
24 et la tige terminale 25 et un corps intermédiaire 41 interposé entre le
coulisseau d'entraînement 24 et la tige terminale 25.
Chacun des trois corps 41, 24, 25 est engagé mécaniquement
avec le corps adjacent par le biais de filetage.
Plus précisément, le corps intermédiaire 41 présente un filetage
intérieur 42 engagé avec un filetage externe 43 correspondant porté par
coulisseau d'entraînement 24, celui-ci présentant également un filetage
interne
44 engagé avec un filetage externe 45 correspondant porté par la tige
terminale 25.
Par ailleurs, le corps intermédiaire 41 est bloqué en translation et
monté en rotation sur des moyens d'entraînement (non représenté) logés dans
la base 23 du vérin d'actionnement.
Le coulisseau d'entraînement 24 et la tige terminale 25 sont quant
à eux bloqués en rotation et laissés mobiles en translation. Le blocage en
rotation pourra être réalisé par la simple fixation du corps intermédiaire 41
et du
coulisseau d'entraînement 24 aux parties mobiles qu'ils sont respectivement
destinés à entraîner, à savoir, le capot coulissant 2 et le volet d'inversion
20.
Pour ce faire, la tige terminale 25 est terminée par un oeillet de fixation 46
tandis que le coulisseau d'entraînement 24 présente des axes d'entraînement
latéraux 47 sur lesquels sont rattachés des bielles d'entraînement 30.
Le fonctionnement d'un tel vérin est le suivant. Lorsque les
moyens d'actionnement entraînent le corps intermédiaire 41 en rotation, il
communique ce mouvement au coulisseau d'entraînement 24 et à la tige
terminale 25 par le biais des filetages 42 à 45 respectifs. Le coulisseau
d'entraînement 24 et la tige terminale 25 étant bloqués en rotation, le
mouvement d'entraînement du corps intermédiaire 41 est transformé en
mouvement de translation. Le coulisseau d'entraînement 24 et la tige terminale
25 sont donc animés d'un mouvement de translation dont la direction est
fonction du sens de rotation des moyens d'entraînement et de l'orientation des
filetage 42 à 45. Par ailleurs, la vitesse linéaire de translation du
coulisseau
d'entraînement 24 et de la tige terminale 25 est fonction du pas de chaque
filetage 42 à 45 tandis que la vitesse de rotation est identique.
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A partir d'un entraînement unique en rotation du corps
intermédiaire 41, on obtient donc l'entraînement en translation de chacun des
corps 24, 25 relié à une partie mobile correspondante, cet entraînement
s'effectuant de manière synchrone à des vitesses relatives facilement
adaptables par le biais des pas des filetages 42 à 45.
Le pas des filetages externes 42, 43 peut être inférieur au pas
des filetages internes 44, 45. Il s'ensuit alors que le coulisseau
d'entraînement
24 se déplacera en translation à une vitesse inférieure à celle de la tige
terminale 25.
Inversement, le pas des filetages externes 42, 43 peut être
supérieur au pas des filetages internes 44, 45. Il s'ensuit que le coulisseau
d'entraînement 24 se déplacera en translation à une vitesse supérieure à celle
de la tige terminale 25.
La direction en phase d'inversion de poussée de la bielle
d'entraînement 30 peut être sensiblement normale à l'axe du coulisseau
d'entraînement 24. Ainsi, il est possible d'ajuster au mieux le jeu relatif
entre la
structure interne du turboréacteur et le détourage aval des volets d'inversion
20. La gestion de l'obstruction du canal annulaire 10 en phase d'inversion
s'en
trouve facilité.
Le vérin d'actionnement 22 est disposé sensiblement dans un
plan permettant l'accroche du pivot d'entraînement du capot coulissant 2 de
manière sensiblement alignée avec l'axe du vérin d'actionnement 22.
Le pivot d'entraînement du capot coulissant 2 peut être situé en
aval du volet d'inversion 20.
Ainsi, il est avantageusement possible de positionner au plus près
en phase d'inversion de poussée le point d'entraînement de l'extrémité de la
bielle 26 du point d'entraînement 27 du capot coulissant 2. De plus, cette
disposition permet de placer l'effort engendré par le flux d'air froid sur le
volet
d'inversion 20 dans l'axe de la bielle 30. Typiquement, ce dernier est disposé
sensiblement à la normale de la glissière de guidage 33.
Les moyens de déviation 4 et le ou les vérins d'actionnement 22
sont disposés dans deux plans sensiblement parallèles l'un au-dessus de
l'autre selon une direction radiale de la nacelle.
Le capot coulissant 2 peut comprendre en outre un diaphragme
48 configuré pour assurer l'étanchéité de la nacelle en position de fermeture.
Le diaphragme 48 peut être intégré ou rapporté à la structure du capot
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coulissant 2. Comme représenté ici, le diaphragme 48 est interposé entre le
plan des moyens de déviations 4 et celui des vérins d'actionnement lorsque le
capot coulissant 2 est en position de fermeture.
Ainsi en phase de jet direct, le diaphragme 48 couvre
sensiblement les moyens de déviation 4 bloquant toute fuite d'air froid vers
les
moyens de déviation. En phase d'inversion de poussée, le diaphragme 48 est
entraîné avec le reste du capot coulissant 2 en aval de sorte à découvrir une
ouverture au travers de laquelle le flux d'air froid du canal annulaire 10
atteint
les moyens de déviation 4.
Le diaphragme 48 peut être positionné au plus près de la surface
interne des moyens d'inversion de poussée 4 afin de réduire au minimum
tolérable, sans avoir à recourir à un système d'étanchéité supplémentaire, les
fuites d'air froid lors de l'inversion du flux.
Le ou les glissières de guidage 33 sont supportées par le
diaphragme 48. Selon un mode de réalisation, au moins une des ces glissières
de guidage 33 sont renforcées de sorte à guider le coulisseau d'entraînement
24 et à empêcher la flexion du coulisseau d'entraînement 24 du vérin
d'actionnement 22.
Comme représenté aux figures 1 à 3, le diaphragme 48 comporte
en extrémité amont une excroissance 49 apte à s'écraser sur un joint
d'étanchéité 50 monté sur la structure amont fixe 3 en position de fermeture
du
capot coulissant 2. Le joint d'étanchéité 50 se trouve ainsi protégé de toute
agression extérieure, notamment de la présence d'éléments érosifs lors de
l'inversion du flux. Le joint d'étanchéité peut être placé dans une cavité en
amont dans la structure amont 3.
Lors du déplacement en aval du coulisseau d'entraînement 24 et
du pivotement concomitant du volet d'inversion 20, ce dernier peut buter
contre
ledit coulisseau 24 risquant d'endommager ce dernier et limitant le
déploiement
du volet d'inversion 20. Pour résoudre ce problème, il est possible que le ou
les
volets d'inversion 20 présentent une échancrure en amont configurée pour
permettre le passage du au moins une partie du coulisseau d'entraînement 24.
Selon un autre mode de réalisation, il est possible de décaler
l'axe du pivot 21 du volet d'inversion vers l'amont afin que le volet
d'inversion
20 n'interfère plus avec le coulisseau d'entraînement 24 en fin de rotation.
Selon encore un autre mode de réalisation, le diaphragme 48
comporte une extrémité amont échancrée apte à permettre le passage d'au
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moins une partie du coulisseau d'entraînement 24. De ce fait, le lissage
complet en phase de jet direct est assuré.
Le diaphragme 48 peut également comporter un tablier 51 en
amont, voire un tablier échancré pour permettre le passage du coulisseau
5 d'entraînement 24 (voir figure 6). Le tablier 51 est de taille adaptée à la
forme
de la partie en vis-à-vis de la structure amont 3. En particulier, le tablier
51 peut
être de taille telle que ce dernier peut être au plus proche de la surface
interne
du volet d'inversion 20, notamment effleurer ce dernier. Une telle
caractéristique permet d'une part de régler l'angle du volet d'inversion 20 en
10 phase d'inversion de poussée et d'autre part de réduire la taille dudit
volet
d'inversion 20 ainsi que les efforts aérodynamiques sur ce dernier.
Selon un mode de réalisation avantageux, le tablier 51 est
festonné, à savoir la surface de ce dernier présente une multitude de festons,
ce qui permet de compenser la courbure du ou des volets d'inversion 20 en
15 position déployée. Cette caractéristique permet en outre d'augmenter les
performances en inversion de poussée en bouchant des surfaces potentielles
de fuite d'air froid dans le canal annulaire 10.
Comme représenté à la figure 6, un premier moyen d'étanchéité
52 est disposé entre l'extrémité amont 42 du diaphragme et l'extrémité aval 54
des moyens de déviation et un second moyen d'étanchéité 56 est disposé
entre le tablier 51 du diaphragme et l'extrémité amont 58 du ou des volets
d'inversion. Ainsi, on améliore encore les performances d'inversion du flux
d'air
froid de l'inverseur de l'invention 1 en réduisant toute fuite d'air dans le
canal
annulaire 10 et dans la structure interne du capot coulissant 2.
Comme représenté à la figure 7, l'extrémité aval 60 d'un volet
d'inversion peut recouvrir sensiblement un prolongement 62 amont du capot
coulissant 24 ce qui permet d'assurer la continuité de lignes aérodynamiques
et de reporter une retenue du volet d'inversion 20 contre la surface du capot
mobile, par plaquage, par association d'un système élastique au système
d'entraînement mécanique du volet d'inversion 20. Un système de ressort fixé
sur un des axes de la bielle d'entraînement 30 peut remplir cette fonction.
Afin de simplifier la gestion de la fiabilité de l'inverseur de
l'invention 1 et de la synchronisation des vérins d'actionnements 22, il peut
être
avantageux d'avoir un nombre différent de vérins d'actionnement 22 et de
volets d'inversion 20 ce qui réduit également la masse de l'inverseur 1 de
l'invention.
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Selon un mode de réalisation avantageux représenté aux figures
8 et 9, au moins un des volets d'inversion entraînés 20a est entraîné par un
ou
les deux volets d'inversion adjacents 20b commandés chacun par un vérin
d'actionnement 22. Pour ce faire, l'entraînement est réalisé par un système
mécanique adapté.
Le nombre de volets d'inversion peut être compris entre trois et
cinq, voire plus, associés à deux vérins d'actionnement 22 par côté de la
nacelle.
Il est par ailleurs possible de concevoir un unique vérin
d'actionnement 22 entraînant trois volets d'inversion 20 par un système
d'assujettissement. Une telle configuration permet de simplifier l'ensemble
d'entraînement. Pour ce faire, les volets d'inversion entraîneurs 20b sont
positionnés en avant du volet d'inversion entraîné 20b en phase d'inversion de
poussée.
La configuration générale du volet d'inversion entraîné 20a peut
être sensiblement similaire à celle du volet d'inversion entraîneur 20a, voire
sensiblement identique en terme de dimension, de détourage et de
positionnement de l'axe de rotation.
Selon un mode de réalisation préféré, l'entraînement du volet
d'inversion entraîné 20a est réalisé par une bielle de transmission 71 montée
à
une extrémité du volet d'inversion entraîné 20a et coopérant avec une potence
73 fixée sur le ou les volets d'inversion entraîneurs 20b.
La disposition de l'ensemble d'entraînement du volet d'inversion
entraîné 20a permet un éloignement de la partie de recouvrement des volets
d'inversion 20a et 20b pendant la phase de manoeuvre de ces derniers.
L'ensemble mécanique d'entraînement formé par la potence 73 et
la bielle de transmission 71 peut être positionné de telle sorte qu'il permet
le
chevauchement des extrémités inférieures 78 et 79 des volets d'inversion 20a
et 20b entre eux (voir la figure 10).
Une telle disposition permet d'obtenir une longueur de bielle de
transmission 71 plus grande et un bras de levier plus important.
Le vérin d'actionnement 22 peut être décentré par rapport au
volet d'inversion entraîneur 20b et décalé vers le volet d'inversion entraîné
20a
afin d'équilibrer les efforts sur les volets d'inversion 20a et 20b et sur
l'ensemble d'entraînement.
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L'embiellage de l'ensemble d'entraînement du volet d'inversion
entraîné 20a peut dépasser sensiblement la partie latérale d'un volet
d'inversion entraîneur 20b.
Un système anti-battement peut être associé aux volets
d'inversion 20a et 20b, ledit système peut être actif en mode d'inversion. Il
est
également possible de prévoir un système d'anti-déversement du volet
d'inversion entraîné 20a associé en cas de panne à l'ensemble d'entraînement
en phase de jet direct.
Par ailleurs, il est possible de positionner une potence 73
latéralement sur la structure interne du volet d'inversion entraîneur 20b du
coté
mitoyen du côté entraîné 20a (voir figure 8). Ainsi, le point de liaison de la
potence 73 avec la bielle de transmission 71 peut être positionné en porte à
faux avec la structure du volet d'inversion entrainé 20a ce qui améliore la
cinématique d'entraînement. L'angle formé par la bielle de transmission 71
avec le volet d'inversion entraîné 20a dépend de la place disponible pour
loger
l'ensemble d'entraînement en phase de jet direct.
Dans cette configuration, il peut exister des problèmes de
tolérance de fabrication, de jeux et de positionnement induisant une position
instable du volet d'inversion entraîné 20a. Afin de résoudre ce problème, il
est
possible de fournir un point d'appui fixe, par exemple en aval du volet
d'inversion entraîné 20a sur la structure mobile 2 permettant d'assurer la
continuité des lignes aérodynamiques et de reporter un placage du volet
d'inversion entraîné 20a par association d'un système élastique à l'ensemble
d'entraînement mécanique. A cet effet, il est possible qu'un des axes de la
bielle de transmission comporte un système de ressort comme exposé ci-
dessus.
Les volets d'inversion entraîneur 20b et entrainé 20a peuvent être
aptes à sensiblement se recouvrir au niveau d'une de leurs extrémités 79 et
78,
au moins une extrémité étant équipée d'un moyen élastique 80 ou de mise
sous contrainte (voir figure 11).
La zone de recouvrement lors de l'inversion du flux d'air froid peut
subir des effets aérodynamiques perturbateurs et subirent des contraintes de
déformation sous vibration qui sont évitées avec une telle configuration.
Afin de limiter encore davantage ces effets, la structure porteuse
de l'élément de contact peut être placé sur ou dans la partie arrière du volet
d'inversion se trouvant devant le second.
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La partie 79 du volet d'inversion venant en contact sur le moyen
élastique 80 ou de mise sous contrainte peut comporter un renforcement de
surface, notamment sous la forme de panneau enserrant une unité à âme
alvéolaire (voir figure 11), afin de reprendre les efforts dus au contact.
Le contact entre le moyen élastique 80 ou le moyen de mise sous
contrainte et la partie 79 du volet d'inversion peut être réalisé par
frottement ou
par roulement. Ledit moyen élastique 80 ou le moyen de mise sous contrainte
peut être rapporté comme représenté à la figure 11 ou intégré à la structure
du
volet d'inversion.
Dans le cas de recouvrement en mode d'inversion de poussée, il
n'est pas nécessaire de prévoir des découpes latérales ni de structure fixe
complémentaire aux découpes de volets d'inversion, réduisant ainsi le coût et
augmentant la surface acoustique.
Afin d'assurer une sécurité de positionnement du volet d'inversion
entraîné 20a en phase de jet direct même en cas de perte d'une des bielles de
transmission 71, le volet d'inversion entraîné 20a peut comporter un moyen de
butée en amont apte venir buter contre un élément de forme complémentaire
dans la structure fixe lorsque ledit volet d'inversion est en position
rétractée.
Le moyen de butée est un pion 90 apte à s'encastrer dans un
logement 91 prévu dans la structure fixe 3 (voir figure 12).
Cette fonction de butée peut également être réalisée par un
système de verrouillage indépendant de la structure fixe 3 et du volet
d'inversion entraîné 20a faisant partie de la logique de commande de
l'inverseur.
Le volet d'inversion entraîné 20b peut en outre comporter une
butée amont en phase du jet direct associé à un système élastique monté
notamment sur l'ensemble d'entraînement.
