Brevet FR2039393A1 — publié le 19710115

"2039393 La présente invention concerne les systèmes de propulsion pour les avions et plus particulièrement un dispositif perfectionné inverseur de poussée pour un moteur à turbosouf-fiante „ 5 Avec l'apparition des moteurs à turbosoufflante^ il est devenu nécessaire de disposer d'un mécanisme inverseur de poussée d'un poids réduit et d!une construction simple pour inverser l'écoulement du fluide à travers le conduit de by-pass» Des mécanismes inverseurs de poussée sont décrits dans les 10 brevets des E.U.A. n° 3»262«268, 3»262 Cependant, ces mécanismes inverseurs sont habituellement fixés rigidement à l'enveloppe de la soufflante définissant le conduit de by-pass et rendent difficile l'accès à la partie formant la turbine à gaz du moteur central située radialement à l'intérieur 15 du mécanisme inverseur de poussée et aux éléments auxiliaires montés sur le moteur à turbine à gas„ De plus, le mode de révision ou de réparation est habituelDsnent différent pour le moteur à turbine à gaz et le mécanisme inverseur de poussée^ Comme ces mécanismes inverseurs de poussée ont été jusqu'ici 20 essentiellement solidiares du moteur à turbosoufflante, l'enlèvement séparé de l'un ou de l'autre a été difficile, si ce n'est impossible, à assurer. L'invention a pour objet un dispositif inverseur de poussée du type considéré ci-dessus, mais permettant un accès 25 facile à la partie du moteur à turbine à gaz située à l'intérieur par rapport au dispositif inverseur. L'invention a aussi pour objet un dispositif inverseur de poussée pour un système de propulsion ti'un avion permettant un accès facile à la partie du moteur à gaz disposée radialement à 1 intérieur par rapport au 30 dispositif inverseur, et permettant le démontage Indépendant du moteur à turbosoufflante ou du dispositif inverseur de poussée. Un dispositif inverseur de poussée selon l'invention comprend une paire d'ensembles formant un conduit articulé à 55 un pylône ou à une autre structure support de l'avion pour pouvoir pivoter entre une position de croisière, pour laquelle les ensembles formant le conduit forment une tuyère d'échappement pour le courant d'air de la soufflante afin d'établir une poussée de marche avant pour l'avion et une position pour laquelle l'accès pour la révision et la réparation est possible vers la partie 70 14673 2 2039393 du moteur à turbine à gaz située radialement à l'intérieur du conduit,, Chaque ensemble formant le conduit comprend une partie pouvant être déplacée axialement, ces ensembles couvrant en position de croisière plusieurs grilles d'aubes inverseuses„ La 5 partie mobile de l'ensemble peut être déplacée d'une position pour laquelle les aubes inverseuses d'écoulement communiquent avec le courant de la soufflante du conduit avant la tuyère d'échappement. Un dispositif permet de bloquer l'écoulement à travers la tuyère d'échappement en aval des ensembles d'aubes 10 directrices pour dévier le courant de la soufflante à travers les aubes inverssuses pour produire la poussée inverse. Chaque ensemble formant le conduit comporte une paroi intérieure qui définit une surface à profil aérodynamique pour moteur à turbine à gaz et un ensemble de parois extérieures espacées radialement 15 de la paroi intérieure pour définir avec celle-ci la tuyère d'échappement ou de propulsion» Les ensembles d'aubes inverseuses et la partie mobile des ensembles formant le conduit sopt supportés par l'ensemble formant les parois extérieures. Les caractéristiques de l'invention ressortiront 20 plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés,, sur lesquels s - la figure lest une vue sèhématique en élévation d'un système de propulsion suivant un mode de mise en oeuvre de s 25 1 ' inventions - la figure 2 est une vue en perspective avec des parties coupées du système de la figure 1 montrant des parties des éléments profilés du moteur à turbosoufflante et le dispositif inverseur de poussée selon l'invention tourné pour permettre l'accès 30 au moteur à turbine à gaz central et aux accessoires montés sur le moteur ainsi qu'à la structure d'enveloppe de la soufflante, - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1, montrant le dispositif inverseur de poussée en position de croisière et en position ouverte, 35 - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3, montrant le dispositif inverseur de poussée en position de croisière et en position ds poussée inverse, et - la figure 5 est une coupe à plus grande échelle de la partie indiquée en 5-5 sur la figure 4. 70 14673 3 2039393 La "figure 1 représente sehématiquement un système de propulsion. 10 pour un avion, qui comprend un moteur à. turbosoufflante 12s fixé à une aile 14 de l'avion-par un pylône ou une autre structure support convenable 16. Le moteur à turbo-5 soufflante 12 représenté est d'un type bien connu et comprend un moteur à turbine à gas 18 situé en position centrale et comportant en série du point de vue de l'écoulement un compresseur, une chambre de combustion, une première turbiné pour entraîner le compresseur, et une seconde turbine couplée à une soufflante 10 20 située en amont du moteur central 18. Le moteur à turbosoufflante 12 comprend aussi une structure d'enveloppe ou de capot de soufflante 22, d'une façon générale concentrique autour de la soufflante 20 et d'une partie amont du moteur central 18. Le capot 22 comporte des surfaces intérieure et extérieure 24 15 et 26 de forme générale aérodynamique, et il définit un conduit de soufflante, annulaire 28 dans lequel l'air est envoyé sous pression par la soufflante 20. Le capot 22 de la soufflante et le moteur central 18 sont fixés à une structure support 16 de l'avion par des dispositifs connus (non représentés) tels que 20 des pattes, des vis ou d'autres moyens de fixation. Le capot 22 de la soufflante peut de plus être relié à l'extrémité amont du moteur 18 par des entretoises radiales 30. Le moteur central 18 peut comporter des éléments profilés amont et aval 32 et 34 formant une enveloppe aérodyna-25 mique pour les parties intérieures du moteur. Le dispositif inverseur de poussée selon l'invention est représenté d'une façon générale en 36 sur la figure 1 et comporte une paroi intérieure 38 et un ensemble de parois extérieures 40 coopérant pour former la tuyère d'échappement 42 ?0 qui reçoit l'air sous pression du conduit 28 de la soufflante pour éjecter cet air afin d'établir une poussée de propulsion de marche avant pour l'avion 14. La paroi intérieure 38,figures 1- et 4,forme une enveloppe profilée aérodynamique pour le moteur central 18 35 entre les éléments profilés 32 et 34, et l'ensemble des parois extérieures 40 comporte des surfaces intérieure et extérieure 44 et 46 qui forment un prolongement de forme générale aérodynamique pour les surfaces extérieures 24 et 26 du capot 22 de la soufflante. 70 14673 4 2039393 Le dispositif inverseur de poussée selon, l'invention est un ensemble par bifurcation comprenant deux ensembles sensiblement symétriques 48 et 50 formant les conduits, chacun comportant un ensemble pour paroi extérieure à section sensiblement 5 en arc de cercle 40 et une paroi intérieure à section en arc de cercle, 38, les deux parois 38 étant reliées à leurs extrémités par les éléments de parois 52, soudés, rivés ou fixés de façon équivalente. Chaque ensemble 48, 50 est articulé à la structure support 16 de l'avion par des charnières 54 pour pouvoir tourner 10 dans un plan normal à l'axe du conduit 28 de la soufflante et du moteur central 18 entre une position de croisière pour laquelle les ensembles formant les conduits sont disposés autour du moteur central 18 de la façon représentée sur les figures 1, 3 et 4 et une position ouverte représentée sur les figures 2 et 3 permettant 15 l'accès au moteur central 18 et aux accessoires représentés sehématiquement en 56 sur la figure 2 et qui sont fixés au moteur central. Pour faciliter le pivotement des ensembles 48 et 50 entre la position de croisière et la position d'ouverture, des 20 dispositifs d'entraînement tels que des vérins à fluide, des mécanismes à vis actionnés par des moteurs ou des mécanismes équivalents sont montés de la façon représentée en 57 sur la figure 3. Comme le montre la figure 3, les extrémités libres 25 des ensembles 48 et 50 sont fLxées l'une à l'autre en position de croisière par un dispositif de verrouillage 58^ de préférence à une certaine position à l'intérieur de la paroi extérieure 40 avec une porte d'accès 60 d'une construction connue, articulée par une charnière à l'un des ensembles. 30 En ce qui concerne le mécanisme inverseur de poussée selon l'invention, il doit être compris que, bien qu'un mécanisme du type général décrit dans le brevet des E.U.A. n° 3-262.271 soit représenté sur la figure 4, suivant un mode de réalisation préféré, des mécanismes inverseurs des types décrits dans les 35 brevets des E.U.A. n° 3,262.268 et 3.262.270 peuvent aussi être utilisés. L'ensemble 40 formant la paroi extérieure (figure 4) de chaque ensemble 48, 50, comprend une partie fixe 62 qui est 70 14673 5 2039393 fixée aux parois radiales 52 et par suite à la paroi intérieure 38 pour constituer un châssis rigide en arc portant un ou plusieurs dispositifs d'aubes directrices inverseuses 64. Chaque ensemble de paroi extérieure comporte une partie mobile 66 ayant une 5 gorge 67 pour recevoir et pour couvrir les aubes inverseuses 64 quand cette partie mobile est en position de croisière. Bien que les aubes inverseuses 64 soient représentées et soient décrites ci-après comme dès éléments fixes couverts par la partie mobile 66, il doit être compris que cette eom-10 binaison peut être inversée, les aubes inverseuses pouvant être logées dans la partie fixe 62 en position de croisière et pouvant être déplacées solidairement avec la partie mobile 66 hors de la position enfermée, La partie mobile 66 est montée pour pouvoir coulisser 15 par la partie fixe 62 afin d'être déplacée entre la position de croisière et une position distante en aval de la position de -croisière de la façon représentée en tirets sur la figure 4„ Quand la partie mobile 66 de la paroi extérieure est en position en aval, les aubes inverseuses 64 sont découvertes et com-20 muniquent avec l'air sous pression refoulé par la soufflante dans le conduit. Pour bloquer l'écoulement de lklr sous pression à travers la tuyère d'échappement 42 et diriger cet écoulement à travers les aubes inverseuses 64 découvertes, ' plusieurs 25 volets de blocage 68 sont montés entre les éléments des parois. Chaque volet est articulé près de l'extrémité amont en 70 à la partie mobile 66 correspondante et il peut être tourné de la position représentée en traits pleins sur la figure 4 dans laquelle il forme le prolongement aérodynamique de la surface 30 intérieure 44, à la position représentée en tirets sur la figure 4, par un levier articulé 72 ayant une position normale sensiblement radiale qui est articulé à son extrémité extérieure 74 au volet 68 correspondant, et qui est articulé à son extrémité intérieure 76 à la paroi intérieure 38. Chaque ensemble 35 48, 50, comprend un vérin 78 monté sur la partie fixe 62 de la-paroi extérieure, et qui est de préférence du type à vis à billes pour déplacer les parties 66 de la paroi extérieure et les volets 68 vers les positions d'inversion de" la poussée. Les vérins 70 14673 6 ■2039393 78 des ensembles 48 et 50 peuvent être commandés par un câble flexible unique 80 qui peut être actionné par un dispositif moteur convenable (non représenté) monté dans la structure support 16 de l'avion. Bien que le système de commande soit 5 décrit ci-dessus comme étant du type à vérins à vis à billes entraînés par un câble flexible 80, il doit être noté que d'autres dispositifs de commande, tels que des vérins d'autres types peuvent être utilisés. Comme il a été indiqué ci-dessus, le dispositif de 10 verrouillage 58 est de préférence situé à l'intérieur par rapport aux ensembles extérieurs^ du capot et dans l'alignement radial de la partie 62 des ensembles extérieurs pour transmettre les charges circulaires entre les ensembles formant le conduit pendant le fonctionnement en poussée inverse avec le minimum 15 de moments de flexion. La figure 5 représente l'extrémité aval de la structure de capot 22 de la soufflante qui comporte une rainure périphérique 82 ouverte radialement vers l'extérieur pour recevoir en contact ■ étroit une bride 84 orientée vers l'intérieur de chaque ensemble 20 du conduit pour transmettre les charges axiales exercées par ces ensembles à la structure support 16 de l'avion par l'intermédiaire de la structure de capot 22 de l'avion. Les brides radiales 84 sont de préférence fixées aux parties correspondantes 62 par des dispositifs permettant leur réglage pour tenii? compte 25 des tolérances entre la bride et sa rainure 82 afin d'assurer un ajustage serré convenable. Pour empêcher les fuites à travers les aubes .inverseuses pendant le fonctionnement avec poussée de marche avant, des joints 86 sont montés de la façon représentée sur la figure 4 pour assurer 30 l'étanchéité entre les parties mobiles 66 et la partie fixe 62 de chaque ensemble 40. Bien entendu la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres moyens sans qu'on £orte de son cadre. 70 14673 7 2039393 REVENDICATIONS 1) Système de propulsion pour un avion comportant un moteur à turbosoufflante fixé à une structure support de l'avion et comportant une structure de capot de soufflante, un moteur central 5 de plus petit diamètre que la structure de capot et définissant avec celle-ci un conduit annulaire de soufflante, et une soufflante dans ce conduit en amont du moteur central et entraînée par celui-ci pour établir un courant d'air sous pression à travers le conduit, caractérisé par un dispositif inverseur de poussée 10 par bifurcation comprenant deux ensembles formant le conduit et articulés par des charnières à la structure support de l'avion pour pouvoir pivoter dans une direction générale normale à l'axe du moteur à turbine à gaz, les ensembles formant le conduit entourant le moteur central en aval de la structure de 15 capot pour former une tuyère d'échappement pour le courant d'air sous pression de la soufflante à la fin d'établir la poussée de marche avant pour l'avion, ces ensembles pouvant être déplacés jusqu'à des positions d'ouverture permettant l'accès pour l'entretien et la réparation de la partie du moteur central situé à 20 l'intérieur par rapport à ces ensembles, chaque ensemble comportant un ensemble formant une paroi extérieure et portant au moins un dispositif d'aubes Inverseuses et un dispositif pour bloquer le passage de l'air sous pression de la soufflante à travers la tuyère d'échappement et pour diriger cet air à travers les aubes 25 inverseuses pour établir une poussée inverse pour l'avion. 2) Système de propulsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur central comprend un premier et un second élément profilés, le premier élément profilé étant disposé radialement à l'intérieur de la partie aval de la structure de 30 capot de la soufflante pour former une surface extérieure aérodynamique pour l'extrémité amont- du moteur central et une ligne intérieure pour la partie aval du conduit de la soufflante, le second élément profilé étant espacé en aval du premier élément profilé et définissant la surface extérieure aérodynamique de 35 la partie aval du moteur à turbine à gaz, chaque ensemble formant, le conduit comportant uneparoi intérieure espacée radialement vers l'intérieur de son ensemble formant la paroi extérieure pour définir la tuyère d'échappement, la paroi intérieure établissant 14673 8 2039393 une surface extérieure aérodynamique pour le moteur central entre les deux éléments profilés quand le dispositif inverseur de poussée est en position de croisière„ 3) Système de propulsion selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la structure de capot de la soufflante comporte des surfaces intérieure et extérieure aérodynamiques, la surface intérieure formant la limite extérieure du conduit de la soufflante .et des ensembles formant le conduit ayant une paroi intérieure espacée radialement vers l'intérieur de l'ensemble cte ]a parointérieure correspondant pôtfr former la tuyère d'échappement, l'ensemble formant la paroi extérieure comportant des surfaces intérieure et extérieure formant respectivement les prolongements des surfaces Intérieure et. extérieure du capot de la soufflante quand le dispositif inverseur de poussée est en position de croisière. 4) Système de propulsion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure du capot de la soufflante comporte une rainure circulaire ouverte radialement vers l'extérieur à son extrémité aval, l'extrémité amont de chaque ensemble formant le conduit comportant une bride en arc de cercle dépassant radialement vers l'intérieur pour être engagée étroitement dans la rainure quand les ensembles du conduit sont en position de croisière afin de transmettre lës charges axiales résultant du dispositif inverseur de poussée à la structure support de l'avion par l'intermédiaire de la structure de capot de la soufflante. 5) Système de propulsion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ensembles formant le conduit comprennent chacun une paroi intérieure espacée radialement vers l'intérieur de l'ensemble correspondant formant la paroi extérieure pour définir la tuyère d'échappement, chaque paroi extérieure comportant une première partie et une seconde partie, la première partie étant fixée rigidement à ses extrémités, aux extrémités de la paroi Intérieure correspondante par des éléments formant des parties de parois sensiblement radiales et portant les aubes inverseuses d'écoulement, la seconde partie étant montée pour pouvoir coulisser par rapport à la première partie pour être déplacée axialement entre la pcsLtion de croisière dans laquelle la seconde partie couvre les aubes inverseuses, 70 14673 9 2039393. et une position en aval de la position de croisière dans laquelle les aubes inverseuses sont découvertes et communiquent avec le courant d'air sous pression de la soufflante, un dispositif de 'commande monté sur la première partie de l'ensemble, de paroi 5 extérieure pour déplacer la seconde partie mobile entre la position de croisière et la position de poussée inverse, plusieurs volets de blocage disposés périphériquement montés pour pouvoir pivoter par la seconde partie mobile de chaque ensemble de paroi extérieure, ces volets formant une partie de la surface intérieure de 10 lfensenble de paroi extérieure en position de croisière, des leviers d'articulation articulés aux volets et à la paroi intérieure du cohduit pour guider les volets vers des positions de blocage fermant la tuyère d'échappement en aval des aubes inverseuses quand les parties mobiles sont déplacées en position aval afin 15 que l'air sous pression de la soufflante soit dirigé à travers les aubes inverseuses pour produire la poussée inverse, 6) Système de propulsion selon l'une des revendications là 5j caractérisé par. un dispositif de commande pour faire basculer les ensembles formant le conduit de la position de 20 croisière à une position permettant l'accès au moteur de la turbine à gaz. 7) Système de propulsion pour un avion comprenant un moteur à turbosoufflante fixé à une structure support de l'avion et comprenant un moteur à turbine à gaz central pour engendrer un 25 courant de gaz chauds, des entretoises dépassant vers l'extérieur du moteur à turbine à gaz à côté de son extrémité amont, une structure de capot de soufflante supportée par ces entretoises coaxialement au moteur à turbine à gaz pour former vin conduit de by-pass annulaire pour le courant de la soufflante, une souf-30 fiante à l'intérieur de la structure de capot et entraînée par le moteur à turbine à gaz pour établir un courant d'air sous pression dans le conduit de by-pass, caractérisé par un dispositif inverseur de pousséepar bifurcation comprenant une paire d'ensembles formant un conduit articulé par des charnières à la s truc»-35 ture support de l'avion pour poi^roir pivoter dans des directions -générales normales à l'axe du moteur à turbine à gaz entre une position de croisière pour laquelle les ensembles forment une tuyère d'échappement pour le courant d9air sous pressiontde la . 70 14673 10 2039393 soufflante afin d'établir une poussée de marche en avant, et une position permettant 1!accès/ pour la révision et la réparation; à la partie du moteur à turbine à gaz situéeradialement à l'intérieur du dispositif inverseur de poussée,chaque ensemble 5 formant le conduit comprenant une partie mobile axialement entre la position de croisière et une position espacée en aval, et des dispositifs pour bloquer l'écoulement de l'air sous pression de la soufflante à travers la tuyère d'échappement, et des dispositifs pour dévier le courant d'air de la soufflante 10 afin de produire une poussée inverse quand les parties mobiles sont en position aval, 8) Moteur à turbosoufflante comportant un motèur à turbine à gaz central pour engendrer un courant de gaz chauds, une soufflante entraînée par le moteur à turbine à gaz pour 15 établir un courant d'air sous pression à travers un conduit annulaire de by-pass et à travers une tuyère d'échappement définie par le capot de la soufflante coaxial au moteur à turbine à gaz, un dispositif comportant une partie mobile axialement entre une position de croisière et une position 20 espacée en aval, un dispositif pour bloquer l'écoulement de l'air sous pression de la soufflante à travers la tuyère d'échappement et un dispositif à aubes inverseuses pour dévier ■ le courant sous pression de la soufflante afin de produire une poussée Inverse quand la partie mobile est en position aval, 25 caractérisé en ce que le conduit de la soufflante comporte deux ensembles articulés pour être déplacés angulalremenl» dans une direction générale normale à l'axe du moteur à turbine à gaz entre une position de croisière pour laquelle ces ensembles forment conjointement avec le moteur à turbine à gaz la tuyère 30 d'échappement et une position d'ouverture permettant l'accès, pour la révision et la réparation,, à la partie du moteur à turbine à gaz située à l'intérieur du conduit.