Brevet FR2088393A1 — publié le 19720107

î 2088393 La présente invention concerne les inverseurs de poussée pour moteurs à turbine à gaz à ventilateur capoté. Comme cela est bien connu dans la technique, les inverseurs de poussée ménagés dans les capots de ventilateur des moteursà turbine à gaz à ventilateur 5 capoté constituant les groupes moteur sur les avions, comprennent un capot de ventilateur dont une partie est mobile pour être écartée de la partie fixe et ménager ainsi un intervalle entre les deux parties, intervalle à travers lequel l'air soufflé par le ventilateur peut s'écouler radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe du moteur. Les surfaces en contact des parties fixe et mobile sont con-10 formées de façon à communiquer à l'air de ventilateur traversant l'intervalle une composante dirigée vers l'avant afin de créer un effet d'inversion de poussée. L'angle que fait cette composante dirigée vers l'avant avec l'axe du moteur est considérablement accru si le rebord du capot qui constitue le bord amont de l'in- efficace tervalle mentionné ci-dessus présente une surface/aérodynamique ment régulière. 15 En conformant le rebord de cette façon, on favorise l'adhérence de l'air de ventilateur dévié sur le rebord et sur la surface externe du capot en raison de l'effet "Coanda" comme on l'a décrit dans le brevet britannique 1.150.012. Toutefois, quand on veut employer ce qu'on appelle techniquement un moteur à ventilateur à "capot court", c'est-à-dire à capot dont la longueur de l'entrée d'air est très 20 courte, l'effet Coanda exerce une action si forte pour faire adhérer l'air de ventilateur inversé sur la surface externe du capot, que se présentent de sérieux problèmes de ré-ingestion de l'air ambiant agissant dans une direction opposée à celle de la circulation de l'air inversée, quand un avion muni de ce moteur s'apprête à atterrir et n'a pas le temps de mélanger et de décoller l'air inversé de la 25 surface externe du capot avant que l'air inversé ait atteint l'extrémité d'entrée d'air du ventilateur. Un but de la présente invention est donc de proposer un inverseur de poussée d'air de ventilateur qui permet l'action de l'effet Coanda sur l'air de ventilateur inversé mais qui assure après que l'on a tiré de l'effet Coanda l'avantage désiré, le mélange et le décollement de l'air inversé de la surface 30 externe du capot avant que l'air inversé atteigne le rebord d'entrée d'air du ventilateur. La présente invention concerne donc un capot de ventilateur de moteur à ventilateur capoté a turbine à gaz présentant une partie à peu près annulaire mobile afin de réaliser une ouverture qu'en fonctionnement peut traverser l'air 35 du ventilateur rcaialement /ers l'extérieur a partir de l'axe du capot et dont la COP^ 71 16395 2 2088393 forme est telle que le profil de passage externe de l'air de ventilateur soit ondulé. La forme de l'ouverture peut comporter un bord aval dentelé. De préférence, mais non limitativement, les dentelures sont de proportions égales. 5 En variante, l'ouverture peut avoir la forme de buses d'éjection sépa rées et êquidistantes de l'axe du capot. Dans une autre variante, on pourrait prévoir une série d'ensembles d'ailettes en cascades, les ensembles alternés présentant des angles de sortie plus aigus que les ensembles qui leur sont voisins. 10 De préférence, la partie de capot annulaire qui est mobile se déplace axialemenf par rapport au reste du capot afin de constituer ladite ouverture. Bien que ce ne soit pas un,fait limitatif, ledit déplacement se produit de préférence vers l'aval, c'est-à-dire dans la direction dans laquelle s'écoule normalement l'air du ventilateur quand n'a pas lieu son inversion. 15 On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif quelques formes de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquernent un moteur à turbine à gaz à ■ ventilateur capoté ; - la figure 2, est une vue partielle en perspective du bord aval de l'ou-20 verture ménagée dans le capot ; - la figure 3, est une coupe axiale du moteur selon la ligne 3-3 de la figure 4 ; - la figure 4 est une vue selon la flèche 4 de la figure 3 ; - les figures 5 à 9 montrent divers autres types de constitution de l'ouver-25 ture ménagée dans le capot. A la figure 1, on a indiqué de façon générale en 10, un moteur à turbine à gaz à ventilateur capoté. Le moteur se compose d'un bloc moteur 12 proprement dit comportant un compresseur, un équipement de combustion et une turbine de détente, aucun de 30 ces organes n'étant représenté, et d'une tuyère d'éjection 14, le bloc moteur 12 étant enveloppé par te capot 16 de ventilateur. Une couronne de pales 18 de ventilateur est montée axialement et de façon tournante à l'extrémité amont du bloc moteur 12 et ce ventilateur est également entouré par le capot 16 qui présente une entrée d'air 20 pour le ventila-35 teur. Comme on peut le voir à la figure 1, la partie de l'entrée d'air est très 71 16395 3 2088393 courte, son rebord n'étant distant du bord d'attaque des pales de ventilateur que de la largeur environ de la corde d'une pale de ventilateur. On comprendra cependant que cet exemple ne doit pas être considéré comme limitatif. Le capot 16 de ventilateur est constitué de deux parties : une partie 5 amont 22 fixe par rapport au bloc moteur 12 auquel elle est relié par des entretoises radiales 24 qui sont êqui-angulairement écartées et disposées autour du bloc moteur 12 ; et une partie aval 26 déplaçable. Ce déplacement peut être réalisé comme à la figure 1, par un mécanisme à vis et écrou mais on comprend qu'on pourrait utiliser tout autre type connu et approprié de système de déplace-10 ment en translation. La partie 26 est déplaçable vers une position représentée en trait interrompu à ta figure î et en trait plein à la figure 3. Un tel déplacement ménage une ouverture 28 dans le capot. La paroi interne 30 du capot 16 est constituée de façon connue par une sérié de volets 32 d'obstruction du canal de ventilateur et ces volets basculent 15 pour se mettre en travers du canal de ventilateur 34 afin d'empêcher I*air du ventilateur de traverser directement le canal et de sortir par l'extrémité d'évacuation 36 de ventilateur. En même temps que se produit l'obstruction du canal 34 de ventilateur, l'ouverture 28 se trouve constituée et l'air du ventilateur est dévié dans cette 20 ouverture vers l'atmosphère, par les volets 32 d'obstruction. La structure formant le bord amont 38 de l'ouverture est très régulière et sa forme est telle que quand le moteur est en marche, elle favorise l'air de ventilateur dévié qui passe sur elle à adhérer intimement a elle en permettant ainsi la formation de l'effet Coanda. Ceci est décrit dans le brevet britannique n° 25 1.150.012 et, comme indiqué dans ce brevet, l'effet Coanda permet d'obtenir un effet de poussée inversée notable. Pour aider l'air ambiant tout d'abord à se mêler à la couche d'air glissant sur la surface èxtérieure de la partie 22 du capot et à décoller cette couche d'air avant qu'elle n'atteigne le rebord du capot, le bord de là partie aval 26 du ca-30 pot qui constitue le bord aval de l'ouverture 28, est dentelé comme indiqué en 27 à la figure 2. L'air de ventilateur inversé passe sur les dentelures ce qui fait que des courants d'air 40 qui ptésentent un profil dentelé se trouvent sur les couches externes du courant d'air inversé. Le profil dentelé s'étend vers l'intérieur du courant d'air inversé sur une profondeur qui atteint à peine la surface exté 71 16395 4 2088393 rieure de la partie de capot amont. Toutefois, le mélange èl'air est ainsi provoqué et l'air ambiant refroidit l'air inversé et réduit sa vitesse à un niveau égal ou inférieur à la vitesse apparente de l'air ambiant, ce qui fait que l'air ambiant décolle l'air inversé du capot avant qu'il n'atteigne le rebord de l'entrée d'air 5 en empêchant de ce fait une ré-ingestion de l'air, l'augmentation de pression indésirable correspondante, une mauvaise distribution de la pression au droit du ventilateur et une augmentation de la température de l'air entrant, au moins pour toutes les vitesses en vol normal pour lesquelles on a besoin d'une inversion de poussée. 10 A la figure 3, les flèches 40 indiquent le parcours du courant d'air inversé et les flèches 42 le courant d'air ambiant. On comprendra que bien qu'on ait représenté les dentelures 27 sous l'aspect curviligne, elles pourraient être rectangulaires ou en dents de scie ou de toute autre forme similaire. Le critère à respecter est le rapport de la longueur 15 périphérique des dentelures et de la longueur circonférentielle du capot de ventilateur mesurées dans le même plan et pour une longueur de capot de ventilateur donné. Aux figures 5 à 7, on a représenté une autre disposition d'ouverture dans laquelle une série de cadres 50 entoure le canal 34. Chaque cadre comporte 20 une cascade d'aubes 52, les aubes 52 des cadres alternes étant disposé selon un angle © par rapport à l'axe du capot 16, tandis que les aubes des cadres voisins font un angle "K. par rapport â cet axe, l'angle étant moins aigu que l'angle 0 Ainsi obtient-on l'effet ondulatoire pour le courant d'air inversé. La figure 8 représente encore une autre disposition dans laquelle des 25 buses 54 séparées restreignent la détente des colonnes radiales d'air dévié et produisent ainsi l'effet ondulatoire. Certains moteurs comportent des entrées d'air annexes pratiquées dans des portes de la prise d'air afin d'augmenter dans certaines conditions la surface de prise d'air. La présente invention peut être adoptée pour de tels moteurs, les 30 bords aval des entrées d'air des portes, quand celles-ci sont effacées, agissant à la manière du rebord de prise d'air. Le technicien comprendra que lorsque diminue la vitesse en vol normal de l'avion sous l'effet de l'inversion de poussée, la vitesse apparente de l'air ambiant diminuera également jusqu'à ce qu'elle atteigne une valeur inférieure 35 à celle de l'air inversé. Quand ceci se produit, l'air inversé n'est plus décollé 71 16395 5 2088393 maïs un mélange d'air maximal à lieu en raison du profil dentelé de l'air inversé, La ré-ingestion se produira donc alors mais l'augmentation de la température de la prise d'air et la distortion de la vitesse seront acceptables du fait du mélange d'air. 71 16395 6 2088393 REVENDICATIONS 1 . Capot de ventilateur pour moteur à turbine à gaz à ventilateur capoté caractérisé en ce que le capot comporte une partie à peu près annulaire mobile de façon â libérer une ouverture que traverse, en fonctionnement, l'air soufflé par le ventilateur qui s'écoule radialement à l'extérieur par rapport à l'axe du 5 capot, la forme de cette partie étant telle que le profil de l'écoulement vers l'extérieur dudit air de ventilateur est ondulé. 2. Capot de ventilateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la forme de l'ouverture est annulaire, un bord de cet anneau étant dentelé. 3. Capot de ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la 10 forme de l'ouverture est annulaire, l'ouverture contenant une série de cascades d'aubes, les aubes des cascades afternés faisant un angle moins aigu avec l'axe du capot que les aubes des cascades qui leur sont adjacentes. 4. Capot de ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme de l'ouverture est annulaire l'ouverture contenant une pluralité de buses 15 de sortie qui sont équi-angulairement disposées autour de l'axe du capot et qui présentent des angles de sortie d'air plus faibles que le reste de l'ouverture. 5. Capot de ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie annulaire est déplaçable axialement par rapport au capot. 6. Capot de ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la 20 forme des dentelures est curviligne. 7. Capot de ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la forme des dentelures est rectangulaires. 8. Capot de ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la forme des dentelures est en dents de scie.