Brevet FR2029750A1 — publié le 19701023

T 2029750 La présente invention concerne [es obturateurs pour commander l'écoulement d'un fluide. Selon l'invention, on prévoit un obturateur pour commander l'écoulement d'un fluide à travers une ouverture, l'obturateur comportant au moins un 5 volet monté cfans l'ouverture et mobile entre une première position dans laquelle il obstrue au moins partiellement Couverture, et une seconde position dans laquelle ses deux faces sont exposées à la circulation du fluide â travers l'ouverture et parallèles à celui-ci, le volet étant conçu pour donner au fluide passant sur un de ses côtés des caractéristiques d'écoulement différentes des caracîéris-ÎO tiques d'écoulement du flux de fluide passant de l'autre côté du volet afin de créer entre ces côtés une différence de pression. De préférence, le volet est monté dans le canal de ventilateur d'un moteur à réaction à ventilateur et à turbine à gaz et il constitue une partie mobile de ta paroi externe de ce canal. 15 L'ouverture est de préférence un orifice de sortie ménagé dans le capot d'un moteur â réaction à ventilateur à turbine à gaz, a travers lequel peut être dirigé l'air provenant du ventilateur dans le but d'obtenir une inversion de poussée . De préférence, plusieurs tels volets sont prévus et disposés à la péri-20 phérie de fa paroi externe dudît canal de ventilateur. Les dits volets sont de préférence montés par paires, chaque paire étant séparée de la paire voisine par des éléments de volet supplémentaires. Les volets sont avantageusement disposés de sorte que leur plus grande dimension s'étende selon la longueur du canal de ventilateur et ils sont conçus 25 pour pivoter à partir de leur dite première position, autour d'un axe parallèle à l'axe du canal. De préférence, une partie au moins d'une face du dit volet est profilée aéradynamrquemenf pour aider, de ce fait, à l'écoulement du fluide passant sur elle quand le dit volet est dans sa seconde position. 30 Quand elle ne sert pas, l'ouverture est de préférence obturée au moins partiellement dans son plan radialement intérieur par le dît volet, et elle est obturée de façon pratiquement complète dans son plan radialement extérieur par une partie du capot, radialement s'entendant, par rapport à l'axe du moteur. La partie de capot est mobile entre la position dans laquelle elle re-35 couvre l'ouverture et une position dans laquelle elle la découvre afin de per 70 01572 2 2029750 mettre au ftuîde de s'évacuer radialement vers l'extérieur dans l'atmosphère» Des aubes directrices sont prévues, de préférence, dans T'espace délimitant ['ouverture afin d'infléchir te ftuîde s'écoulant radialement vers l'extérieur à travers l'ouverture, en vue de donner au dit fluide une composante vers 5 l'avant et produire ainsi un effet d'inversion de poussée. De préférence, ledit volet est rappelé par ressort dans la position dans laquelle il obture au moins partiellement l'ouverture, le pu les ressorts étant conçus.pour s'effacer sous la pression du fluide s'écoulant dans le canal de ven-, tilateur quand la partie de capot se déplace et dégage ainsi l'ouverture. 10 Le fluide est de préférence de J'air. On décrira maintenant l'invention .en référence aux.dessins, annexés qui représentent : - la figure.-!, une vue schématique partiellement en coupe d'un moteur à réaction a ventilateur capoté à turbine à gaz ; 15 - fa figure 2, une vue partielle en perspective d'un ensemble de volet et, - la figure 3, une vue de détail en coupe selon fa ligne 3-3 de la figure 1. Le moteur à réaction 10 à ventilateur capoté â turbine à gaz de la fi-20 gure 1, est constitué d'un moteur à réaction a turbine à gaz logé dans une enveloppe 12, un capot 14 entourant l'enveloppe du moteur et étant écarté de celle-ci.par une série d'entretoises 16 afin que soit constitué un canal annulaire 1 8 de ventilateur entrç. le capot et l'enveloppe, et un étage unique de pales 20 de ventilateur coaxiales au moteur 12 pouvant tourner dans le canal 18 de 25 ventilateur à l'extrémité amont de ce dernier. Le terme "amont", doit s'entendre par rapport à la direction d'écoulement de l'air dans le canal, comme c'est le cas dans la présente description. Dans le capot 14, sont montés des moyens pour inverser le sens d'écoulement de l'air du ventilateur qui sont indiqués de façon générale en 22 à la fî-30 gure 1 . Le mécanisme d'inversion comporte deux jeux de volets 24 et 26 disposés circonférentiellement et écartés de façon alternée, une partie 28 de capot mobile en translation et une série d'aubes directrices 30, ces dernières se trouvent dans une ouverture délimitée par le capot 14, la partie 28 de capot et les volets 24 et 26. En outre, les aubes 30 s'étendent selon la circonférence du ca-35 pot 14, dans l'ouverture. On voit .qu'ainsi le capot 14 se compose d'une partie 01572 3 2029750 amont, d'une partie aval et d'une partie médiane 28 déplaçable en translation. Les parties amont et aval sont reliées par des supports rigides 32 qui servent aussi à loger les aubes directrice 30. Les extrémités aval des volets 24 sont reliées de façon pivotante à la partie aval du capot 14 et les extrémités amont de ces mêmes volets 24 sont attelées par des tringles 34 du rebord amont de la partie médiane 28 du capot. A peu près à mi-longueur, les volets 24 sont également articulés en 36 et la disposition est telle que quand on veut obtenir une inversion de poussée, la partie 28 de capot est déplacée en translation vers l'aval, comme représenté en trait interrompu à la figure 1, par des vérins ou par des organes similaires et, ce faisant, elle exerce par l'intermédiaire des tringles 34, une force sur les volets 24 en provoquant leur repliement autour des charnières 36 et leur pivotement, radialement vers l'intérieur, jusqu'à la position représentée également en trait interrompu à la figure 1 et dans laquelle les volets 24 viennent en contact avec l'enveloppe 12 du moteur en obturant ainsi le canal 18 de ventilateur. La configuration du moteur et celle du canal de ventilateur imposent le profil des volets 24. On entend par là que la paroi extérieure 40 du canal constituée par les volets 24 et 26, est de plus grand diamètre que la paroi intérieure du canal qui est formée par l'enveloppe du moteur. Par conséquent, lorsque les volets s'étendent entre la paroi extérieure et la paroi intérieure du canal, il faut que les bords des volets s'ajustent en biais l'un contre l'autre de façon que lorsque les volets sont ainsi sortis, leurs bords se trouvent sur des rayons â partir de l'axe du moteur. Il est par conséquent inévitable que demeurent des espaces entre les volets voisins 24 quand ils se trouvent dans leur position rentrée ou inopérante, et les volets 26 sont ainsi prévus pour boucher pratiquement les espaces et permettre par suite d'obtenir une paroi extérieure de canal â peu près ininterrompue dans les conditions normales de non inversion de poussée. Toutefois, les volets 26 peuvent eux-mêmes être soit escamotés, soit agencés de sorte que pendant l'inversion de poussée, l'air détourné radialement vers l'extérieur par la sortie des volets 24 dans le canal 18 ne rencontre pas d'obstacle. Sinon, une fraction importante de l'effet de poussée serait perdue dans le passage de l'ouverture libérée par la sortie des volets 24. Par conséquent, les volets 26 sont partagés en deux moitiés, chaque moitié étant articulée de façon pivotante à des oreilles 46 qui sont elles-mêmes fixées rigidement. de compression à des supports 32. Les volets 26 sont poussés par des ressorts hélicoïdaux 48 70 01572 4 2029750 vers la position dans laquelle ils constituent une partie de la paroi extérieure 40 du canal 18 de ventilateur, et le type de ressort employé est tel qu'il maintient les volets 26 dans cette position jusqu'à ce qu'on décide une inversion de poussée. Quand cela se produit, les phases de fonctionnement suivantes ont lieu. 5 La partie 28 de capot est poussée vers l'aval par des vérins ou des orga nes similaires (non représentés). L'air qui s'infiltrait, entre les bords de tous les volets, du canal 18 vers la zone où se trouvent les aubes directrices 30 et qui, jusqu'à ce que se produise le déplacement de la partie 28 de capot, avait maintenu dans une large mesure tous les volets en équilibre de pression dans le sens 10 radial par rapport â l'axe du moteur, cet air s'échappe à présent à l'extérieur du capot 14 et crée une chute de pression radialement de part et d'autre des volets, le côté à basse pression étant le côté radialement extérieur des volets. Ainsi, la pression que l'air du canal exerce maintenant sur les surfaces radialement intérieures des volets 26 est suffisamment élevée pour vaincre l'ac-15 tion des ressorts 48 et obliger les volets à pivoter autour de leur axe 50 jusqu'à une position représentée en ligne interrompue â la figure 1 et en trait plein à la figure 3. L'air s'écoule radialement vers l'extérieur au-delà des volets 26, vers les aubes directrices 30 et il est par suite dirigé vers l'avant pour réaliser une poussée d'inversion. 20 Comme les volets 26 sont ouverts uniquement par la pression de l'air, il est nécessaire d'éviter que les volets soient mis en équilibre par la pression quand ils se trouvent dans une position quelconque intermédiaire entre les positions complètement fermée et totalement ouverte, ce qui pourrait se produire car quand tes volets commencent à se déplacer, l'air peut circuler à la fois sur les 25 deux faces des volets. C'est pour éviter cela que sur une face de chaque moitié de volet 26 est prévu un profil aérodynamique 52, rapporté ou formant bloc avec te volet, afin d'obliger l'air à s'écouler sur ce profil sans y exercer aucune ou pratiquement aucune pression, tandis que sur les faces ne présentant pas ce profil, l'air exerce une poussée sur la totalité de la surface. 30 On comprendra donc que, comme on le voit à la figure 3, les moitiés de volet respectives d'un même volet seront repliées l'une vers l'autre, la près- -sion de l'air agissant sur chaque côté, ou s'écoulant au-delà, selon les flèches 52a et 52b. Un avantage supplémentaire fourni par cette disposition réside dans le fait que les volets sont empêchés de vibrer dans le flux d'air par suite des lé-35 gères et inévitables variations de l'écoulement de l'air dans le canal 18 et l'ou 70 01572 5 2029750 verture. Le mofeuF 10 décrit ci-dessus est conçu pour servir de groupe moteur pour un avion ( non représenté) et si on l'utilise ainsi, il sera monté sur les ailes de l'avion ou à leur voisinage et/ou sur le fuselage. Quand l'avion décolle ou 5 a atteint son altitude normale de vol, le ou les moteurs laissent passer l'air directement à travers le canal 18 de ventilateur ; mais pour l'atterrissage, en vue de réduire la vitesse plus rapidement que normalement, on actionne le mécanisme d'inversion de poussée de sorte que la partie 28 du capot 14 se déplace vers l'aval, les volets 24 pivotent à peu près radialement pour obturer le canal 18, 10 en étant en butée l'un contre l'autre, chaque moitié du volet 26 pivote afin de dégager pratiquement le reste de l'ouverture d'inversion de poussée, et par conséquent l'air du ventilateur s'écoule par l'ouverture et est détourné vers l'avant ou dans le sens amont, en ralentissant la vitesse d'avancement de l'avion. 70 01572 6 2029750 REVENDICATIONS 1. Obturateur pour commander fa circulation d'un fluide à travers une ouverture, cet obturateur comprenant au moins utvvolet monté dans l'ouverture et mobile entre une première position dans laquelle il obture au moins partiellement l'ouverture et une seconde position dans laquelle les deux côtés du volet 5 sont exposés à l'écoulement du fluide et sont parallèles à cefur-ci, le volet étant conçu pour donner au fluide passant d'un côté des caractéristiques d'écoulement différentes des caractéristiques d'écoufement du ffuide passant de l'autre côté du volet afin de créer entre ces côtés une différence de pression. 2. Obturateur selon la revendication 1 dans lequel une partie au moins 10 d'un côté du vofet a un profif aérodynamique. 3. Oblurateur selon fa revendication 1 dans lequel le volet est rappelé par ressort dans sa position d'obturation. 4. Obturateur selon les revendications 1 ou 5 dans lequel le vofet est monté de façon à se dépfacer par pivotement jusqu'à fa seconde position et, par T5 suite, présenter fe bord d'attaque du profil aérodynamique à l'écoulement du fluide à travers l'ouverture. 5. Obturateur selon la revendication ï dans lequel f'ouverture au moins partiellement obturée par ledit volet au moins consiste en un orifice de sortie de fluide délimité par la structure du capot de ventilateur d'un moteur à 20 réaction à ventilateur capoté à turbine à gaz. 6. Obturateur selon les revendications 1 ou 5 dans lequel ledit volet constitue une partie de la paroi extérieure du canal de ventilateur du moteur. 7. Obturateur selon la revendication 6 dans lequel plusieurs volets sont disposés par paires au pourtour du canal de ventilateur, chaque paire alter- 25 nant avec d'autres volets avec lesquels elle coopère. 8. Oburateur selon ta revendication 7 dans lequel lesdits autres volets sont conçus pour obturer sélectivement le canal de ventilateur afin d'empêcher fe fluide de s'écouler axialement dans le canal. 9. Obturateur selon la revendication 5 dans lequel une partie de la 30 paroi extérieure du capot de ventilateur est mobile selon t'axe du canal de~ ventilateur. 10. Obturateur selon l'une quelconque des revendications 5, 6 ou 9 dans lequel tes volets, l'ouverture et la partie de capot mobile sont alignés selon un rayon de l'axe du moteur. 04572 7 2029750 11 . Obturateur selon fa revendication 10 dans lequel des aubes directrices sont prévues dans l'ouverture entre la partie mobile de capot et les volets en vue de guider ou détourner le fluide circulant à travers elles. 12. Obturateur selon les revendications 10 ou 11 dans lequel l'appareil comprend un inverseur de poussée pour inverser le flux de fluide passant dans le canal de ventilateur d'un moteur à réaction à ventilateur capoté et à turbine à gaz en vue de créer un effet de poussée inverse.