Brevet FR2130102A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne des moteurs d'aviation à turbine à gaz et, plus particulièrement, des tuyères d'échappement à section de passage variable pour ces moteurs. Dans les moteurs d'aviation à turbine à gaz,il est sou— 5 vent nécessaire ou souhaitable de réaliser une tuyère d'échappement à section de passage variable afin d'améliorer les; performances au cours des différentes phases d'utilisation du moteur, par exemple au décollage, en vol de croisière et en vol ascendant. De telles tuyères à section variable comprennent généralement 1o une couronne de volets qui sont pourvus d'articulations à leur extrémité d'amont ou avant et qui peuvent pivoter librement et à l'unisson à leur extrémité d'aval afin de réaliser la variation voulue de section de la tuyère» Afin d'empêcher dans la tuyère des fuites de fluide, susceptibles d'occasionner des pertes de 15 poussée et de puissance, on prévoit en général un joint entre les volets adjacents et aux articulations entre les volets et la structure portante. Dans le passé on réalisait habituellement le joint entre volets en plaçant des cales libres qui recouvraient la périphé— 2o rie des volets adjacents ou bien en dimensiormant les volets de façon à produire un recouvrement dans la plage désirée de mouvement des volets. Toutefois, de tels joints à contact glissant nécessitent généralement des éléjïïsrits usinés avec précision et des fuites peuvent se produire du fait de l'usure et des va— 25 riations normales de tolérances entre lps volets et les cales. De plus, de tels joints glissants sont sujets à des fuites dues aux flexions et gauchissements pouvant se produire en cours d'utilisation. L'invention a pour but principal de réaliser un joint 3o pour tuyère à volets de section variable qui soit simple, de fabrication économique, et qui réduise fortement ou élimine les fuites dans le joint. Ce problème est résolu suivaiit l'invention, en utilisant une bande annulaire-comportant une ondulation flexible préformée 35 qui est située entre la partie de bande fixée à la structure portante du moteur et la partie de bande fixée aux volets de la tuyère, afin de former un joint éta^che dans les zones d'articulation annulaire des volets sans gê,ner leur mouvement, la bande 72 05305 \ 2 2130102 étant associées à des bandes axiales placées chacune entre deux volets adjacents. Chaque bande axiale est fixée sur toute sa longueur aux volets correspondants, elle possède une ondulation souple s1 étendant entre les deux volets correspondants et elle 5 est dimensionnée et profilée de façon à permettre le mouvement voulu des volets. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description donnée à titre d'exemple ^îon limitatif, en référence aux dessins annexés 1o dans lesquels : la Fig. 1\ est une vue en élévation latérale d'un moteur à turbine à gaz utilisant l'invention, la Fig. 2 lest, une vue en coupe partielle à échelle \ agrandie, représentant la tuyère à section variable du moteur 15 de la Fig. 1,1 la Fig. 3 ^st une vue en perspective, en partie en coupe, représentant la tujière à section variable de la Fig. 2, la Fig. k ept une vue en coupe faite le long des lignes h—h de la Fig. 3, \ 2o la Fig. 5 une vue en perspective éclatée représen tant un mode de mise) en oeuvre de la présente invention. On a désigné^par 10, sur la Fig. 1, un moteur à turbo— soufflante, comprenant un fuseau moteur 12 et une gaine ou conduit de soufflante 1^0 A l'intérieur du fuseau 12 il est prévu 25 un moteur haute pression ou générateur à gaz (non représenté) et une turbine de soufflante (non représentée), tous deux de construction classique, la turbine étant reliée à une soufflante 16 située dans le condiiit 14. Un passage de sortie 18 du conduit "\h est réalisé entre lè fuseau moteur 12 et une tuyère 20 à 3o section variable fixée à l'extrémité d'aval du conduit 14. En fonctionnement, l'air efet comprimé par la soufflante 16 et est déchargé par le passage de sortie 18, afin de produire une poussée propulsive pour le moteur 10. Comme le montrent les Figs. 1 à 3j la tuyère 20 à sec— 35 tion variable comprend ui^.e couronne de volets 22 orientés axia-lement et articulés par qharnières, comme en 2k, sur le conduit 14, afin de pouvoir pivoter radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur. 72 05305 3 / 2130102 I Des moyens de commande convenables 2$ jsont prévus pour régler la position des volets afin d1augmente^ ou diminuer la section du passage de sortie 18. Les moyens dp commande utilisés peuvent être de types variés et comprendre pl/usieurs mécanismes 5 27 du type sensible à la pression ou du type jà. vis et billes, qui sont articulés sur les volets 22 et sur Le conduit 14S comme on peut le voir à la Fig,. 2. j On a représenté sur les Figs. 2 à 5^ le joint 28,, Suivant l'invention, ce joint est destiné à éviter les fuites d'air 1o sous pression ou de fluide moteur aux articulations 2k- et entre I les volets adjacents 22. XI comprend une blinde circulaire 30 et l des bandes axiales 32. La bande circulairej30 comprend une partie centrale moulée, flexible et circulaire Jk formant une ondulation dans la bande. Cette bande estjfixée de part et 15 d'autre de cette ondulation souple 3k sur le conduit 1k et sur les volets 22. De même, chaque bande 32 comprend une partie i moulée ou préformée flexible formant une.ondulation souple 36 qui fait saillie vers l'extérieur et augmente de hauteur vers l'extrémité d'aval 38 de la bande 32. , 2o Comme on s'en rend mieux compte/aux Figs. 3 et 4, chacune des bandes est fixée le long d'une paire de volets adjacents de sorte que l'ondulation souple 36 fait slaillie vers l'extérieur entre les volets. / Le joint 28 peut être aisément'fixé au bord extrême de 25 la gaine 14, aux bords d'attaque et à fia périphérie des volets 22 en utilisant des éléments de fixation^ tels 40 et k2, fixés sur les volets 22 et sur la gaine 14 par jles moyens de liaison convenables tels des rivets, des goujons cju autres, afin d'appliquer fortement ce joint contre les parties correspondantes et de 3o réaliser l'étanchéité désirée0 j Le joint 28 peut prendre de^ configurations variées. Par exemple, bien qu'il soit préférable que les bandes 32 soient solidaires de la bande circulaire 30 (comme sur la Fig. 5)jelles peuvent être réalisées indépendammeint et appliquées fortement 35 contre la bande 30 en cours de montage0 Lorsque les bandes 32 sont solidaires de la bande 30 il jbst préférable que le joint ! soit formé d'une plaque continue. Les éléments de fixation k2 peuvent avoir une forme de U comme à la Fig. 5s une forme de L 72 05305 h 2130102 ou tout simplement ils peuvent se présenter sous forme de plats rectilignes qui sont placés séparément ou incorporés par moulage au joint 28. Le joint 28 peut être réalisé d'une manière convenable 5 quelconque, paF moulage par exemple, et en un matériau flexible quelconque possédant les caractéristiques de résistance mécanique et thermique requises pour l'utilisation envisagée. Le joint 28 peut être réalisé par exemple en caoutchouc aux silicones ou au neoprène renforcélpar du "nylon", des fibres de verre ou des 1o fils métallique^. \ Les ondulations souples 3k et 36 sont dimensioimées de façon à permettra le mouvement de. chaque volet d'une position de fermeture (Figs. et 3) à une position d'ouverture de la tuyère (représentée en piointillés à la Fig. 2). 15 Du fait q^ie le joint 28 suivant l'invention est flexible et s'adapte à la j^onne de chacun des volets 22 et de la partie de la gaine 14 suii laquelle il est fixé, la présente invention améliore 1 ' étanchéli-té et évite les tolérances serrées d'usinage requises dans le c 1 2o Bien que lei présente invention ait été décrite en réfé rence à une tuyère pe sortie de soufflante, application intéressante du fait des pressions et des températures relativement faibles mises en oeuvre, on peut également l'utiliser pour les tuyères de moteur haWte pression et les tuyères de turbo-25 réacteurs à double fiux. 72 05305 5 2130102 REVENDICATIONS 1 - Joint d'étanchéité pour une tuyère à section variable d'un moteur à turbine à gaz d'un typé : susceptible de fournir une poussée propulsive en produisant un courant de fluide moteur 5 et en le faisant sortir par un passage dudit i&oteur, ladite tuyère possédant des volets disposés enaouroïme et articulés sur une partie portante dudit moteur afin de prolonger vers l'aval et de former une sortie pour ledit passage du moteur, ainsi que des moyens pour faire pivoter ehacjtin des volets autour 1o de son articulation afin de faire varier la section dudit passage, le joint évitant les fuites de fluide moteur entre lès volets adjacents et aux dites articulations et étaht caractérisé en ce i qu'il comprend plusieurs bandes axiales et /une bande annulaire comportant une ondulation souple préformée± ladite bande annu— / 15 laire étant fixée par un des côtés de 1'ondulation souple à ladite partie portante du moteur, et par l'ajutre côté auxdits volets chacune desdites bandes axiales étant fixçe sur toute sa longueur sur une paire de volets adjacents et comportant une ondulation souple préformée disposée entre lesdits ■vjolets, lesdites ondula-2o tions souples étant dimensionnées de façtin à permettre le mouvement de pivotement désiré des volets. j j 2 — Joint suivant la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites bandes axiales sont solidaires de ladite bande annulaire « j 25 3 - Joint suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ladite bande annulaire est fixée si^r ladite partie de support du moteur et sur lesdits volets radial^ment à l'intérieur de ladite articulation à charnière. j k — Joint suivant la revendication 1 caractérisé en ce 30 que l'ondulation souple de chacune dejbdites bandes axiales fait saillie radialement vers l'extérieur jentre les paires de volets correspondants. 1 5 - Joint suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la hauteur radiale desdites onduflations souples est plus 35 grande à l'extrémité d'aval qu'à l'extrémité d'amont.