Brevet FR2111726A1 — publié le 19720609

le présente invention concerne les dispositifs inverseurs de poussée pour moteur à turbine à gaz. Il s1est révélé difficile, Jusqu'à présent, de munir les moteurs à turbine à gaz d'un équipement d'inversion de poussée qui puisse, en cas de défaillance 5 de son système d* actionneront, se placer dans une position qui réduise au moins les forces de poussée demandées au moteur au moment de la défaillance* Sans le cas, par exemple, où le moteur équipe, pour sa propulsion, un avion qui effectue une approche d'atterrissage au cours duquel on doit utiliser l'inverseur de poussée pour contrôler la poussée totale de propulsion en avant du moteur, comme décrit dans la de-10 mande de brevet français déposée le 17 mars 1971 pour Turbo-réacteur à flux dérivé et inverseur de poussée avec dispositif de réduction de bruit, au nom de la demanderesse, s'il arrive que l'inverseur de poussée présente une défaillance, il est essentiel que les volets obturateurs, qui constituent une partie de l'équipement, d'inversion, reviennent dans leur position de repos, position dans laquelle ils se 15 trouvent dans le prolongement de la paroi du canal d'écoulement de fluide, afin que l'an puisse ainsi obtenir du moteur une poussée maximale pour maintenir l'avion en vol* Si l'avion est sur le point d'atterrir ou a déjà atterri et que la poussée d'inversion totale est nécessaire alors que le système d'actloimement présente une défaillance, les volets obturateurs doivent alors pouvoir basculer entièrement à 20 ce moment là en travers du canal afin de faire obstacle à la circulation du fluide •t freiner ainsi l'appareil* Un objet de la présente invention est donc de proposer un équipement d'inversion de poussée qui présente une sécurité en cas de défaillance pour chacune des situations indiquées ci-dessus* 25 Un moteur à turbine à gaz selon l'invention comporte un canal de circur-" lation de fluide délimité par au. moins une paroi dans la longueur de laquelle sont ménagés plusieurs volets obturateurs périphériques écartés les uns des antres f ces volets ferment en position de repos des ouvertures correspondantes pratiquées a»»» ladite paroi et ils sont reliés de façon articulée à la structure fixe par leurs 50 parties médianes en amont desdites ouvertures tout en étant montés de façon mobile par leurs extrémités aval dans un bloc d'assemblage disposé dans la structure fixe en aval desdites ouvertures ; en outre un système d'actiamiement des volets obturateurs est prévu ; l'ensemble de la disposition étant tel que la commande du système d * actionnaient amène les volets à ae placer en travers du courant de fluide selon 35 un angle, ou une série d'angles, par rapport à la direction d'écoulement du fluide, tel que la combinaison de la pression du fluide sur les surfaces extérieures des volets et des forces de réaction du bloc d'assemblage sur les volets montés dans celui-ci, produit une force résultante qui tend à ramener les volets h leur position de repos, jusqu'à ce que la poussée résultante du moteur devienne nulle, la direo-40 tion de la farce résultante s'inversant alors* 71 37686 2 2111726 De préférence, le bloc d'assemblage comporte une rampe de guidage* En variante, la bloc d'assemblage peut comporter une tringlerie* La direction initiale du déplacement des rolets obturateurs vers la position d'arrêt du courant de fluide est de préférence orientée à peu près vers l'in-5 térieur ai direction de l'axe du canal» les volets étant maintenus à peu près parallèles à celui-ci en permettant ainsi au fluide à la pression du canal de s'écouler de part et d'autre desdits volets obturateurs* Le qrstèae d'actionnement comporte de préférence plusieurs chaînes disposées par poires entre les volets obturateurs consécutifs et montées sur des pi-10 gnons dentés* De préférence, chaque chaîne est reliée à l'extrémité aval de chaque volet obturateur correspondant par un prolongement, traversant les rampes de guidage, d'un des nies qui relient les organes de tension de la chaîne. Plusieurs axes consécutifs de chaque chaîne peuvent aussi être prolongés, 15 nais en sens inverse du premier axe, et logés dans une autre rampe de guidage de configuration similaire à la première de telle sorte qu'une partie de la chaîne est soutenue de chaque côté et obligée de décrire une trajectoire courbe prédéterminée qui est définie par les rampes de guidage quand elle se déplace entre au moins deux pignons dentés* 20 Avantageusement, les chaînes sont attelées par paires et la liaison est réalisée par un joug dont chaque extrémité est fixée à toi axe de la chaîne correspondante, ledit joug étant conçu pour se déplacer parallèlement à l'axe du canal* La liaison est effectuée en fixant le joug à l'écrou d'un enseable à tige filetée et écrou de teEe sorte que la rotation de la tige filetée déplace à la 25 fois l'écrou et le joug selon l'axe du canal ai entraînant ainsi la paire de chaînes* En variante, chaque chaîne peut être entraînée par un engrenage. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé flarm lequel s 30 - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à turbine à gaz ; - la figure 2 est une coupe axiale générale schématique d'un capot de ventilateur du moteur de turbine à gaz de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe axiale à plus grande échelle selon la ligne 2-3 de la figure 2 ; 35 - la figure 4 est une vue en perspective d'une structure de capot de ventilateur ; - la figure 5 est une coupe partielle selon la ligne 5-5 de la figure 3 ; - la figure 6 est une vue partielle agrandie d'un pignon fou denté ; - la figure 7 est une vue partielle développée d'une paire de volets obturateurs voisins ; et 40 - la figure 8 est une vue an perspective d'une chaîne avec son mécanisa* d1 entraîne 71 37686 3 2111726 ment associé» En référence à la figure 1 un moteur à turbine à gaz 10 comporte un ventilateur 12 capoté, le canal 14 étant délimité par le carter du moteur 10 et le capot 18 de ventilateur. 5 Le capot 18 de ventilateur comporte un équipement 20 déflecteur de pous sée grice auquel l'air circulant dans le canal 14 peut être, en cours de fonctionnement du moteur, partiellement ou totalement dévié vers une ouverture du capot 18 au lieu d'être évacué par la tuyère 22, L'appareillage déviant la poussée est constitué par une série de volets 10 obturateurs 24 disposés à la périphérie de la paroi extérieure du canal 14 de telle sorte que lorsqu'ils sont au repos, ils sont de niveau avec la paroi externe du canal corne on peut le voir à la figure 3. Les volets voisins sont séparés par une meabrure rigide 26 qui est creuse et contient des mécanismes 28 d'actionneront des volets obturateurs (figure 5)* 15 Chaque mécanise» s'étend en aval dans une structure fixe qui constitue une partie de la fraction aval du capot 18 et ce mécanisa» comporte de préférence une paire de chaînes d'engrenage 30, que l'on voit mieux aux figures 6, 7 et 8, portées chacune par quatre pignons à double denture 32, 33, 34 et 35 montés pour tourner fous autour d'axes fixes solidaires de la structure fixée Les pignons à double denture 20 entre lesquels se trouve la sont utilisés pour recevoir les efforts de ten sion subis par la pendant le fonctionnement du mécanisme* Les volets obtura teurs sont reliés à leurs extrémités aval par un axe ou rouleau 36 en saillie qui s'étend dans des rampes de guidage 40 fixés et qui est en aêae tMps un axa de la correspondante, comme on peut mieux le voir à la figure 6; L'axe 36 en pan-25 ticulier est prolongé en outre de façon que son extrémité écartée de l'attache du'' volet obturateur, au moins pendant la plus grande partie de la manoeuvre du mécanisme, se loge dans une autre rampe de guidage 42 de forme semblable à la came 40* Ces deux rampes de guidage sont alignées* Oh jeu de quatre pignons 32, 37, 34 et 35 est distribué dans le plan central des deux rampes de guidage* Plusieurs des axes 44 30 qui relient les maillons de chaque chaîne d'engrenage sont également prolongés de sorte qu'ils s'engagent, pendant une partie du fonctionnement, dans la rampe de guidage 42, la raison en étant que les parties supérieures des rampes sont courbes et que la doit être obligée de suivre ladite courbe plutôt qu'une ligne droite reliant les pignons 34 et 35* Tous les efforts latéraux s'exerçant sur les axes 44 35 pendant qu'ils décrivent ainsi la courbe, sont absorbés par les rampes de guidage et la structure à laquelle ces dernières sont fixées. Dans l'exemple particulier représenté, chaque paire de chaîne est entraînée par un mécanisme à tige filetée et écrou 46 qui est logé entre les chaînes, un joug 48 étant solidaire de l'écrou et chaque extrémité 50, 52 du joug étant 40 conçue pour coopérer avec un axe de maillon de la obatne correspondante* 71 37686 4 2111726 Chaque volet obturateur 24 est en outre relié à la structure fixe par une tringle 54 dont l'extrémité éloignée du volet est reliée de façon pivotante à une couronne rigide 56 de l'extrémité amont de l'ouverture du capot 18. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : 5 Le moteur à turbine à gaz décrit et représenté ici est conçu pour équiper un avion et, pendant le vol en croisière normal de l'appareil, les volets obturateurs 24 se trouvent de façon habituelle, confondus avec la paroi extérieure du canal 14* Quand l'avion amorce son. atterrissage» le pilote contrôle le moteur de la manière décrite dans 1« demande précitée» c'est-à-dire, en bref» que bien qu'il descende» 10 il maintient les commandes du moteur dans la position de poussée de décollage» mais manoeuvre ensuite les commandes d'inversion de poussée de façon à ouvrir et fermer de manière contrôlée, les volets obturateurs 24 et tous les autres moyens d'obturations (non représentés) des ouvertures externes de façon à réduire la poussée de décollage» le résultat global étant que la vitesse de propulsion vers l'avant de 15 l'avion décroît et que l'appareil continue donc à descendre* Fendant la descente» les volets obturateurs ne doivent jamais se placer totalement transversalement au canal 14 car si cela se produisait, il n'y aurait plus de poussée de propulsion en avant et la vitesse d'avancement do l'avion diminuerait de façon dangereuse* Ceci peut se produire si le mécanisa» d'actiozmement des volets obturateurs a une défail-20 lance» les volets étant en conséquence repoussés par la pression de l'air du canal dans une position d'obturation totale du canal* Toutefois, l'assemblage des volets 24 dans les rampes 40 et leur retenue par la tringle 54 font en sorte qu'en raison de la forae de la raqpe 40» chaque volet se déplace de telle manière que jusqu'à ce que le volet atteigne une position dans laquelle la poussée résultante produite par 25 le moteur est nulle, c'est-à-dire que la poussée inversée égale la poussée de propulsion» la résultante des pressions du fluide sur le volet provoque une force sur le mécanisme d'actionnaient h»tih une direction telle que le volet revienne dans sa position de repos, c'est-à-dire de poussée de propulsion complète* Délibèréaent, la poussée d'inversion totale n'est pas employée tant que 30 l'appareil n'a pas touché le sol ou qu'il est sur le point de le faire de telle soa>-te que les volets obturateurs pourront se déplacer de la position de poussée résultante nulle du moteur à la position de poussée totalement inversée et la direction de la force résultante exercée sur les mécanismes d'actiormenent se renversera en maintenant ainsi les volets fl«nn leur position d'obturation complète du canal» de 35 telle sorte que si une défaillance du mécanisme d'actionnement se produit à ce moment le freinage de l'appareil puisse s'effectuer came souhaité* Les déplacements coaaandés des volets obturateurs sont effectués par le pilote en faisant tourner les tiges filetées 46 par des entraînements flexibles 62 de aorte que chaque joug 48 se déplace parallèlement à l'axe du canal dans le sens 40 de la flèche "A". Chaque ffhafrw 30 est ainsi amenée à se déplacer autour des pignons 71 37686 5 2111726 32, 33, 34 et 35 et en ce faisant, elle déplace l'axe 36 qui, comzae il est en prise avec les rampes 40» dans la position 65 doit se déplacer tout d'abord vers l'axe du canal* Ce déplacement rompt en effet l'étanchéité le long des bords des volets obturateurs et permet l'entrée de l'air à la pression du canal dans l'ouverture* Ceci 5 réduit mais ne rend pas nulle la pression défférentielle s'exerçant sur les faces interne 58 et externe 60, respectivement, des volets obturateurs* Ainsi, les résistances à la coemande du mécanisas d'actionnement se trouvent réduites mais non éliminées* A ce moment, les volets obturateurs sont à peu près dans la position indiquée en 64 à la figure 2 et leurs axes 36 respectifs se trouvent par rapport aux 10 rampes dans la position indiquée en 66* Lorsque les volets sont dans la position indiquée en 57 leurs axes respectifs, se trouvent en 68 dans les rampes et, cotons on l'a indiqué, c'est pendant que les axes 36 sont dans une position quelconque entre la position de repos 65 et la position 68 que la pression, de l'air du canal aura la possibilité de raaener les volets à leur position de repos en constituant ainsi 15 la caractéristique voulue de sécurité de défaillance quand l'avion effectue son approche pour l'atterrissage* La flèche "B* de la figure 8 montre clairement que les axes 36 ainsi que chaque chaîne 30 sont obligés de suivre la trajectoire imposée par les rampes 40 et 42* 20 En variante, les chaînes pourraient naturellement être entraînées par engrenages, au lieu du système à vis et écrou, ces engrenages étant représentés en 72 et 74* L'engrenage 72 pourrait être cosmandé par un mécanisme flexible et transmettre la force d'entraînement par l'engrenage 74 aux pignons 32 et ainsi à la chaîne 30* 71 37686 6 2111726 BEVENDICAIIC®S 1. Moteur à turbine à gaz à canal de circulation de fluide délimité par au moins une paroi ouverte qui comporte, dans sa longueur, un dispositif d'inversion de poussée constituée par une série de volets obturateurs disposés périphériquement, 5 ces volets, dans une position, fermant les ouvertures correspondantes de la paroi, caractérisé en ce que les volets sont reliés de façon articulée par leur partie médiane à la structure fixe en aaont desdites ouvertures, tandis que leurs extrémités aval sont montées dans la structure fixe et en aval des ouvertures par 1'intermédiaire de moyens d'assemblage pour qu'elles se déplacent sur une rampe courbe, des 10 mqyens de déplacement des volets obturateurs étant prévus pour les amener dans une seconde position dans laquelle les volets sont écartés desdites ouvertures et se trouvent en travers du canal de circulation de fluide pour l'obturer, la disposition étant telle que les volets se déplacent dans le canal de manière que la pression du fluide sur les volets et les forces de réaction s'exerçant les moyens d'assemblage 15 en aval des volets se combinent pour donner une force résultante qui tend à ramener les volets dans leur première position jusqu'au moment où la poussée résultante du moteur s'annule, la direction de ladite force résultante étant alors inversée* 2* Moteur à turbine à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage comportent des axes dont chacun présente une extrémité 20 fixée à l'extrémité aval des volets correspondants et qui s'étend dans des rainures correspondantes pratiquées dans des rampes de guidage fixées à ladite structure fixe en aval des ouvertures, l'autre extrémité de chacun des axes étant fixée aux noyens de déplaceoent des volets* 3* Moteur à turbine à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que 25 le moyen de déplaçaient du volet comprend une série de chaînes d'engrenage fin portée par des pignons et entraînées par un mécanisme d'entraînement* 4* Moteur à turbine à gaz selon la revendication 3» caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comportent un joug monté sur une tige filetée et aoni de deux extrémités dont chacune est solidaire d'un axe logé dans une fthatna correspond* 30 dante, la tige filetée étant susceptible de tourner de sorte que sa rotation pxtm>« que le déplacement du joug le long de son axe en entraînant la nViatne en déplace* ment* 5* Moteur à turbine à gaz selon la revendication 3 dans lequel chaque chaîne présente une série d'axes s'étendant dans le sens de la longueur de façon à 35 pénétrer dans des rampes de guidage correspondantes de la structure fixe en aval des ouvertures de telle sorte que quand les chaînes sont entraînées, les axes sont obligés de se déplacer selon la trajectoire imposée par leur rampe de guidage respective. 6» Moteur à turbine à gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce que 71 37686 7 2111726 les moyens d'entraînement présentent des chaînes d'engrenage engrenant avec les pignons dentés dont 1'entraînement provoque le déplacement des chaînes correspondantes. 7* Moteur à turbine à gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement sont actionnés par l'intermédiaire d'accouplements d'entraînement flexibles*