Brevet FR2121563A1 — publié le 19720825

0012/ i 2121563 La présente invention concerne des turboréacteurs à double flux, et en particulier, un inverseur de poussée pour turboréacteur à double flux. Avec les aéronefs militaires et commerciaux propulsés par 5 turboréacteur le besoin se fait continuellement sentir de dispeser d'un inverseur de turboréacteur qui offre de plus grandes possibilités que les inverseurs actuels. Ces plus grandes possibilités présentent des avantages en ce qui concerne 1'atterrissage sur plus courtes distances, 1'atteffissage 10 dans des conditions défavorables, y compris sur des pistes humides ou glacées, la réduction de l'usure et de la maintenance des freins, et la sustentation de l'appareil. On utilise rarement les inverseurs de turboréacteursà double flux actuels au-dessous de llo lîm/h du fait de la 15 "réingestion" et de leur faible efficacité. Toutefois, nombre d'aéronefs de l'avenir posséderont la caractéristique ADâC (avion à atterrissage et à décollage courts) et atterriront à des vitesses aussi faibles que celle-ci. En conséquence, le besoin se fait sentir de disposer d'inverseurs pour turbo-20 réacteurs à double flux qui soient plus efficaces aux faibles vitesses pouvant descendre jusqu'à une vitesse d'air nulle. Ce qui empêche d'utiliser les inverseurs actuels aux faibles vitesses de l'air est la "réingestion" qui diminue l'efficacité de l'inverseur et a un effet "défavorable sur le 25 moteur en entraînant un décrochage du compresseur et en imposant des efforts importants aux aubes de soufflante du fait de la non uniformité du flux. La "réingestion" est un phénomène dans lequel l'air inversé de soufflante sort à une vitesse et dans une position 30 telles qu'il est attiré dans ]e moteur par l'aspiration da l'entrée d'air du moteur. Pour un inverseur donné quelconque l'importance de la "réingestion" dépend de la vitesse de l'air et du rendement du moteur. De façon classique, on utilise des grilles pour faire sortir l'air de soufflante essentiellement 35 à ras du capot de soufflante /groupe moteur autour de la plus grande partie de la périphérie du capot. Ce type de sortie de l'air de soufflante a pour résultat un mélange rapide de l'air de soufflante avec le courant d'air libre et, en conséquence, le flux d'air le soufflante est notablement 40 ralenti et diffusé avant d'atteindre le plan de l'entrée d'air COPY 72 00127 2 2121563 du moteur. (Voir Figure 1). En conséquence, l'aspiration de l'entrée d'air du moteur peut entraîner une grande partie de l'air renversé de soufflante et 1'attirerdans l'entrée d'air. Cet air de soufflante "réingéré" ne contribue pas à la 5 création de la force inversée et, de plus, il réduit la vitesse et la quantité de mouvements de l'air inversé de soufflante en produisant une perte supplémentaire de l'efficacité de l'inverseur de soufflante. L'inverseur de turboréacteur de la présente invention 10 fait sortir l'air inversé de soufflante dans une position située plus à l'avant et à une vitesse plus grande que les inverseurs classiques.il évite ou réduit ainsi les pertes propres aux inverseurs de soufflantes classiques du type à grilles. I," air de soufflante est recueilli par plusieurs 15 prises d'inverseurs indépendantes et dirigé vers l'extérieur et en avant dans des canalisations ou tuyaux séparés. La longueur des tuyaux est déterminée par la position dans laquelle on désire faire sortir l'air de soufflante dans le courant libre. Cette position est déterminée par l'efficacité de l'inverseur 20 à grande vitesse et à tuyaux multiples et par le degré d'efficacité recherché de l'inverseur. Les tuyaux doivent être assez longs pour que l'air inversé de soufflante quitte l'inverseur à une distance assez grande et dans une direction qui l'éloigné du groupe moteur, et assez courts pour ne pas gêner 25 l'arrimage. L'efficacité de l'inverseur et le poids de l'inverseur dépendant l'une et l'autre de la longueur des éléments de tuyauterie de 1'inverseur. L'angle que fait le tuyau de l'inverseur avec le moteur a également son importance. Si l'on rend plus plate la position 30 du tuyau, la composante de la force d'inversion augmente, mais la possibilité de "réingestion" est favorisée. La position optimale est celle qui donne la force d'inversion maximale avec un degré de "réingestion" acceptable. On comprendra mieux la présente invention à la lecture de 35 la description suivante accompagnée de dessins, dans laquelle ; La Figure 1 est une vue schématique de côté d'un turboréacteur , les inverseurs de poussée étant dans la position d'arrimage; La Figure 2 est une vue schématique de côté d'un turbo-40 réacteur,les inverseurs de poussée étant en position de BAD ORIGINAL 72 00127 2121563 fonctionnement; La Figure 3 est une vue en élévation prise suivant la ligne 3-3 de la Figure 2; La Figure 4 est une vue en élévation prise suivant la 5 ligne 4-4 de la Figure 1; La Figure 5 est une vue agrandie de côté.en élévation et en coupe,de la canalisation d'air de dérivation d'inverseur lui étant reliésde façon fonctionnelle; La Figure 6 est une vue agrandie partielle prise suivant 10 la ligne 6-6 de la Figure 5? et La Figure 7 est une vue en plan représentant le moyen de commande de l'inverseur. Faisons maintenant référence à la Figure 1 sur laquelle on a représenté un turboréacteur 10 à l'intérieur du capot 12 15 d'un moteur fixé à un pylône 14. A son tour, ce pylône est monté sur un appareil non représenté. Le moteur, et l'appareil, se déplacent vers l'avant dans le sens de la flèche 16. Le moteur et le capot constituent une canalisation de dérivation 18 dans laquelle l'air est propulsé par la soufflante 20 du 20 turboréacteur, tout ceci de façon classique. Pour fournir un inverseur simplifié et léger pour l'écoulement d'air de dérivation de la soufflante, le capot 12 contient la structure d'inverseur de la présente invention. Celle-ci est constituée de plusieurs éléments de canalisation 22 chacun 25 d'eux étant monté pivotant sur le pivot 24 du capot 12 de manière à pouvoir être déplacé entre la position d'arrimage représentée sur la Figure 1 et la position de fonctionnement représentée sur la Figure 2. Ces commandes 26 reliées au capot 12 par des supports 28 comportent chacune des tiges 30 extensibles 30 montées de façon pivotante sur les pivots 32 des éléments de canalisation 22. ces pivots 32 sont espacés des pivots 24 vers l'extérieur de sorte que le aouVQEieaiu longitudinal des tiges 30 provoque le déplacement des éléments de canalisation 22 entre les deux positions. 35 La position de fonctionnement des canalisations d'inversion est représentée sur la Figure 2. L'extension des tiges 30 par les commandes 26 provoque le pivotement de l'endroit repéré 24 des éléments de canalisation 22. Les sorties délimitées par les bords d'attaque 30 se déplacent à l'extérieur du capot 12 40 et jusque dans le flux d'air représenté par les flèches 36. 72 00127 4 2121563 Les parties arrière ou extrémités intérieures 38 des éléments de canalisation 22 se déplacent vers 1'intérieur dans la canalisation de dérivation 18 pour empêcher la sortie de l'air par l'extrémité postérieure 40 de la canalisation 18. 5 Des portes 42 ménagées dans la face intérieure 44 sont à ras de la surface intérieure dans la position d'arrimage de la Figure 1 mais pivotent vers le bas dans la position de fonctionnement représentée sur la Figure 2. La commande desportes peut se faire par déplacement de la partie postérieure 38 10 dans le trajet du flux d'air de dérivation et en contact par frottement avec les portes. Bien entendu, si on le désire, on peut utiliser d'autres moyens de commande de portes. La rotation des aubes 46 dans la partie postérieure 38 aide à renvoyer 1'air provenant de la canalisation de dérivation 15 18 dans les éléments de canalisation 22. Reportons nous à présent à la Figure 3 ,qui est une vue de devant du moteur, les inverseurs de. poussée étant en position de fonctionnement. Ici on a représenté les aubes de soufflante 20 à l'intérieur du capot 12 qui est suspendu au pylône 14. 20 Plusieurs éléments de canalisation 22 sont espacés radialement sur la périphérie,leurs extrémités extérieures 34 se prolongeant vers l'extérieur. Sur cette vue les canalisations 22 ressemblent quelque peu aux rayons d'une roue dans laquelle ]e capot du moteur 12 serait le moyeu. Ces canalisations sont suffisamment 25 longues- pour que l'air de soufflante inversé quitte l'inverseur écarté du capot 12. L'écartement suffit pour empêcher l'impact de 1* air inversé sur le capot 12. Les extrémités de sortie 34 des éléments de canalisation 22 ne sont pas circulaires en section droite de manière à mieux s'adapter dans le capot 12. 30 Elles doivent être suffisamment grandes pour éviter une pression de retour exagérée sur la soufflante, assez petites cependant pour donner une vitesse suffisanment élevée à l'air quittant 3a canalisation d'inversion. Une aire totale en section droite des extrémités sortie de la canalisation d'inverseur d'environ les 35 deux tiers de l'aire de la canalisation d'air de dérivation serait typique. Dans un cas où la vitesse de l'air dans la canalisation de dérivation était d'environ 140 m/s, la vitesse au:: sorties d'inverseur entare 185 et 230 m/sec environ étai-'c satisfaisante . On a représenté huit canali-40 sations d'inverseur, mais on peut en utiliser plus ou moins de 72 0C127 5 2121563 huit, ôavantage de canalisations augmente le nombre de mécanismes • un nombre moins élevé de canalisations a pour résultat une conduction de l'air moins efficace. Les espaces de ventilation 35 entre canalisations permettent à l'air d'atteindre l'entrée 5d'air du moteur avec une moindre tendance à la "réingestion" de 1'air inversé. Les canalisations allongées et quelque peu courbes 22 sont représentées par des traits en pointillé dans leur position d'arrimage dans le capot 12 sur la Figure 4. Dans 10 cette position ils ne contrarient pas la ligne, aérodynamique du capot 12 en vol normal. Sur la Figure 5 on a représenté de façon plus détaillée une vue en coupe agrandie d'une canalisation d'inverseur de poussée en position de fonctionnement et sa relation avec la canalisation d'air de dérivation. Ici, la canalisation d'air 18 15 est formée entre la surface intérieure 44 du capot 12 et la surface extérieure du moteur 10. L'air provenant de la soufflante passe en suivant la canalisation dans le sens des fléchas 52 mais est renvoyé par une extrémité 36 de l'élément de canalisation de l'inverseur 22 au lieu de passer par la sortie 40. Des 20 portes 42 ménagées dans la'surface intérieure 44 ont pivoté vers le bas par l'intermédiaire de l'extrémité 36 de l'élément de canalisation 22. La rotation des aubes 46 aide à faire tourner l'air en montant dans la canalisation 22 dans le sens des flèches 54. Lorsque l'appareil a sa vitesse d'avancement, 25 l'air de l'inverseur rencontre l'air de flux libre 56 et est dévié vers l'extérieur comme le représentent les flèches 58. La canalisation 22 est montée pivotante à l'endroit repéré 24 sur le support 50 du capot 12. Le raccord pivotant 32 de la tige extensible 30 est espacé vers l'extérieur sur la 30 canalisation 22 du pivot 24. Lorsque la commande 26 provoqua l'extension de la tige 30 la canalisation 22 est déplacée dans la position représentée. Lorsque la tige 30 se rétracte, la canalisation 22 pivote jusqu'à une position d'arrimage dans le capot 12 et les portes 42 pivotent le long de la ligne 62 35 revenant dans le plan de la surface intérieure 44. La surface extérieure 64 d® la canalisation 22 fait partie de l'extérieur du capot 12. La Figure 6 est une vue partielle prise suivant la ligne 6-6 de la Figure 5. Comme on peut le voir, deux supports 60 sont 72 OC 12" 6 2121563 montés sur la surface intérieure 44 de la canalisation d'air 18 près des parois latérales des éléments de canalisation 22. Ces éléments sont montés pivotants sur les supports à l'endroit repéré 24. L'extrémité intérieure 36 de l'élément de canalisation 22 5 se prolonge jusque dans la canalisation d'air 18 après avoir déplacé les portes 42 de leur position de fermeture aux traits en pointillé 42A, en passant par leur position intermédiaire 42B jusqu'à leur position le plus à l'intérieur 42C représentée en coupe. Lorsque l'élément de canalisation 22 est dans sa 10 position d'arrimage, les portes 42 reviennent à leur position circonférentielle sur le pourtour de la canalisation d'air 18 en pivotant dans le sens des flèches 66. Des commandes 26 sont montées à l'intérieur du capot 12 entre les canalisations d'inverseur 22 et possèdent deux tiges 15 30, l'une étant reliée à chaque canalisation aux points de pivotement 32 pour provoquer le mouvement des canalisations 22 entre leurs deux positions. Comme on peut le voir sur la vue en plan de la Figure 7, chaque tige 30 est reliée à l'extrémité extérieure du piston 68 20 de la commande 26 et aux canalisations voisines 22 aux points de pivotement 32. La commande 26 peut être montée sur la structure de capot, non représentée, par un moyen de fixation inversant l'ouverture 28. Des canalisations 22 sont montées pivotantes au repère 24 de façon que lorsque le piston 68 25 s'étend et se rétracte, las canalisations 22 pivotent autour des points 24 et se déplacent ainsi entre des positions d'arrimage et de fonctionnement. Bien que la commande 26 et le piston 68 fassent partie d'un système hydraulique, la mrinoeuvre aes tiges 30 peut également se faire électriquement ou mécaniquement. 30 Ce qui précède est une description d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple de la présente invention, il doit être entendu toutefois que d'autres modes de réalisation pourront se présenter à l'esprit des spécialistes de la technique et que ces modifications doivent être considérées comme faisant partie 35 de la présente invention. 72 00127 ? 2121563 REVENDICATIONS 1. Ensemble inverseur de poussée pour turboréacteur à double flux à utiliser avec un turboréacteur à double flux à flux dérivé important entouré d'un capot qui forme entre eux une canalisation 5 d'air de dérivation ayant une entrée et une sortie, ledit inverseur de poussée étant caractérisé en ce qu1il comprend plusieurs canalisations d'inverseur d'air conçues pour être montées pivotantes radialement à l'intérieur dudit capot, lesdits canalisations d'inverseur d'air ayant des extrémités intérieures et des 10 orifices de sortie, les extrémités intérieures desdites canalisations d'inverseur d'air, quand on les fait pivoter pour les mettre en position de fonctionnement, étant conçues pour bloquer ladite sortie de ladite canalisation d'air de dérivation de manière à détourner dans lesdites canalisations d'inverseur d'air 15 l'air venant de ladite canalisation d'air de dérivation, les orifices de sortie desdites canalisations d'inverseur d'air déchargeant l'air en avant et à l'extérieur dudit capot en des points répartis sur la circonférence de ce dernier. 2. Ensemble inverseur de poussée selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que les orifices de sortie desdites canalisations d'inverseur d'air ont une section droite globale inférieure à celle de ladite canalisation d'air de dérivation. 3. Ensemble inverseur de poussée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des portés sont prévues et conçues 25 pour être montées pivotantes sur la surface intérieure dudit capot de façon à fournir à ladite canalisation d'air de dérivation un passage d'air à surface continue traversant ladite canalisation d'air de dérivation, lorsque lesdites canalisations d'inverseur d'air sont en position d'arrimage. 30 4. Ensemble inverseur de poussée selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites extrémités intérieur^o desdites canalisations d'inverseur d'air £onï pivoter lesdites portes vers l'intérieur lors du pivotement desdites canalisations d'inverseur d'air vers ladite position de fonctionnement. 35 5.Eoserible inverseur de poussée selon l'une des revendi cations 1 à 4, caractérisé en ce que les orifices de sortie desdites canalisations d'inverseur d'air, en position de fonctionnement, sont conçues pour être espacées de façon à ménager entre d.les des espaces de ventilation, grâce à quoi l'air qui 40 traverse lesdits espaces de ventilation réduit la tendance de rBAÔ ORIGINAL 72 0C12? 8 2121563 l'air qui provient desdites canalisations d'inverseur d'air, à être "réingéra" dans ledit moteur. 6. Ensemble inverseur de poussée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits orifices 5 de sortie desdites canalisations d'inverseur d'air ont une dimension qui leur permet de donner une grande vitesse au flux d'air inversé. 7. Ensemble inverseur de poussée selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vitesse à l'orifice de sortie est 10 d'environ cinquante pour cent supérieure à la vitesse de l'air dans la canalisation de dérivation.