Brevet FR2461819A1 — publié le 19810206

l 2461819 L'invention concerne un ensemble inverseur de poussée et silen- cieux pour turboréacteur, disposé dans la tuyère d'éjection, comportant un inverseur de poussée formé de deux demi-coquilles et un silencieux multitube. Le brevet français 2 268 -164 divulgue une disposition en ligne d'un inverseur de poussée et d'un silencieux multitube, dans laquelle l'inverseur de poussée, situé en amont du silencieux par rapport à la direction d'écoulement du flux, est susceptible d'être basculé dans le trajet du flux afin de la diriger vers une grille d'inversion dont les aubes sont orientées vers l'avant. Le silencieux esz constitué de secteurs, qui, dans la position rentrée, sont tournés vers l'extérieur et dans la position de fonctionnement, inclinés vers l'intérieur pour former une pla- que à ouvertures multiples. L'inconvénient majeur que présente cette disposition est l'ac- croissement important de la longueur de la tuyère. Le brevet français 2 066 937 a tenté de remédier à cette augmen- tation de longueur par l'utilisation du silencieux comme inver- seur. Le silencieux constitué comme dans le brevet précédent de segments mobiles, comporte dans chaque tube, un papillon suscep- tible d'être mis dans une position d'ooturation perpendiculaire au flux et de permettre ainsi sa déviation vers les ouvertures latérales d'inversion. Les moyens permettant la mise en place des secteurs du silencieux sont placés en aval du flux et tra- vaillent contre la poussée du flux. Lorsque le silencieux est transformé en inverseur par obturation de ses tubes, le maintien en place des secteurs nécessite une puissance relativement im- portante et le dispositif mécanique de commande des papillons est relativement complexe. L'ensemble inverseur silencieux selon l'invention, vise à l'obten- tion d'un dispositif compact, robuste et simple de faible encom- brement. L'ensemble inverseur de poussée et silencieux pour turboréacteur, disposé dans la tuyère d'éjection, selon l'invention, comportant un inverseur de poussée formé de deux demi-coquilles et un silen- cieux multitube, est remarquable en ce que le silencieux multi- tube est formé de deux demi-coquilles concentriques aux demi- coquilles de l'inverseur, chaque groupe de demi-coquilles étant indépendamment mobile autour d'un axe parallèle à un même plan diamétral de la tuyère, les demi-coquilles de l'inverseur étant en amont de celles du silencieux par rapport au flux d'é- jection. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment peut être réalisée l'invention. La figure 1 est une demi-coupe longitudinale d'une tuyère d'éjection comportant l'ensemble selon l'invention, en position "décollage". La figure 2 est une demi-coupe longitudinale de la tuyère, l'ensemble étant en position "inversion". La figure 3 représente l'ensemble, rétracté du flux, en position "croisière". La figure 1 est une demi-coupe longitudinale d'une tuyère d'éjection comportant l'ensemble inverseur de poussée et silencieux multitube selon l'invention. La nacelle 1 porte une grille 2 noyée dans son épaisseur et susceptible d'être obturée par une porte coulissante 3. Cette grille a une double fonction: permettre la sortie du flux d'air de l'inverseur dans la phase de freinage; permettre l'entrée d'air de dilution à l'arrière du silencieux multitube dans la phase "décollage". La disposition est utilisable sur tout générateur de gaz, simple, double ou triple flux. Dans l'exemple représenté, le réacteur comporte un canal pour le flux primaire 5, un pour le flux secondaire 6 et un pour le flux tertiaire 7. Les flux primaire et secondaire se rejoignent en une veine unique avant l'ensemble inverseur de poussée et silencieux. Cet ensemble est constitué d'un inverseur 8 et d'un silencieux 9. L'inverseur comme le silencieux sont constitués de deux demi-coquilles (la partie supérieure de la tuyère est seule visible sur la demi-coupe) susceptibles, par rotation autour d'un axe 10 parallèle à un plan diamétral de la tuyère, de venir se placer dans le flux de manière à obturer totalement le canal d'éjection 11. Les deux paires de demi-coquilles ont une forme de secteurs sphériques ou toriques. Les demi-coquiles 8 et 9 formant un groupe, sont concen- triques et susceptibles de tourner indépendamment l'une de l'autre 3 2461819 autour de leur axe 10. Les demi-coquilles a constituant l'inverseur sont pleines, tandis que les demi-coquilles 9 du silencieux sont per- cées de manière connue d'ouvertures elliptiques et circulaires prolongées par des tubes fractionnant la veine en jets nombreux qui se diluent dans de l'air amené de l'extérieur et dans de l'air provenant du flux tertiaire. Les axes de rotation des demi-coquilles sont situés en amont de l'ensemble et permettent ainsi une meilleure résistance à la poussée du flux lors de l'inversion. Ces axes sont symétriques par rapport au plan horizontal passant par l'axe de la tuyère. La coquille d'inverseur est placée en amont par rapport. à la coquille de silencieux et dans la position escamotée, les demicoquilles viennent s'appuyer sur des butées mécaniques 12 fixées sur la structure 13 formant paroi entre les canaux de flux secondaire et de flux tertiaire. Ces butées servent également à limiter la course du silencieux lorsqu'il se trouve, lui aussi, en position rétractée comme montré figure 3. Le basculement des demi-coquilles dans ou hors de la veine est réalisé au moyen de vérins par un dispositif connu, semblable, par exemple, à celui décrit dans la revue "Society of automotive engineers" National Air Transportation Meeting New York 21-24 avril 1969, rapport 6.90410 - Fig. 9 et 21, pages 9 et 13. Un tel système de vérins permet sélectivement, soit de basculer les deux demi-coquilles du silencieux seules dans la veine, soit de basculer ltensemble des demi-coquilles inverseur silencieux simultanément dans la veine. Ces mouvements peuvent être obtenus, par exemple, par un axe coulissant, commandé par le pilote, solidarisant l'inverseur et le silencieux avant que l'ordre d'inversion ne soit donné. Le fonctionnement de l'ensemble inverseur de poussée- silencieux, selon l'invention, est le suivant. Lorsque l'avion se trouve en phase "décollage" après le point fixe (fig. 1), les demi-coquilles de l'inverseur sont en position rétractée dans l'épaisseur de la nacelle, o elles ont une fonction de guide d'air. La grille 2 est au moins en partie démasquée par la porte 3 de façon à laisser un passage 4 à l'air extérieur pour alimenter l'éjection du silencieux. Les demi-coquilles 9 du silencieux sont sur le parcours 4 2461819 de la veine et fractionnent, par leurs ouvertures, l'éjection en jets multiples qui sont dilués entre autres dans l'air provenant de la grille. Les volets 14, commandés par les vérins 15, sortent dans la veine tertiaire 7 et assurent deux fonctions: empêcher les gaz chauds de refluer dans la veine tertiaire et démasquer deux conduits (non représentés), situés dans la plan horizontal, destinés à capter et à canaliser l'air tertiaire vers la paroi extérieure du silencieux afin de le mélanger avec les gaz chauds. Les volets 16 sont en position ouverte pour assurer la diffusion du flux en amont des coquilles de silencieux. Lorsque l'avion se trouve en phase "freinage" (fig. 2), les demicoquilles de l'inverseur et du silencieux, rentrées l'une dans l'autre, basculent dans la veine; les gaz sont déviés par les aubes des grilles 2 complètement dégagées par la porte 3 et s'échappent en amont. Les volets 14 sortent dans la veine tertiaire 7 et empêchent les gaz de refluer en amont dans la veine. Les volets 16, actionnés par les vérins 17, modifient le profil d'écoulement de la veine principale pour faciliter l'inversion. Lorsque l'avion se trouve en phase 'croisière" (fig. 3), la porte 3 ferme complètement la grille 2. Les demi-coquilles de l'inverseur et du silencieux sont rentrées l'une dans l'autre et rétractées dans l'épaisseur de la nacelle. Les volets 14 sont rentrés. Dans cette phase de vol, le silencieux n'a plus son utilité du fait de l'altitude de l'avion, et doit être escamoté du fait de la nécessité d'un vol économique. Par rapport à la disposition en ligne de l'inverseur et du silencieux connu de l'art antérieur, l'invention, aboutissant à un ensemble compact, permet un gain important en longueur. L'utilisation de deux organes séparés pour l'inverseur et le silen- cieux, au lieu d'un silencieux à tubes obturables par papillons, simplifie la conception mécanique de l'ensemble et aboutit à une plus grande fiabilité. Enfin, la rédisation tant du silencieux que de l'inverseur en deux demi-coquilles seulement permet, par rapport à la conception des secteurs multiples, un gain important de poids, de l'ordre de 15%. D'une manière globale, la conception de l'ensemble d'éjection regroupant les fonctions d'ensemble secondaire, d'in- verseur et de silencieux, doit satisfaire aux contraintes d'installation spécifique aux avions supersoniques. l'ensemble d'éjection doit ainsi s'intégrer dans un espace com- pris entre - la section SN de la nacelle, - la tuyère Drimaire et la partie interne de l'ensemble secondaire. Au plan de la technologie acoustique des silencieux et particuli- èrement des silencieux de type multitube, les expérimentateurs ont toujours Ité conduits à choisir un encombrement de silencieux, Épouvant être caractérisé par le rapport de sections lu Ss section extérieure à la rangée périphérique de tubes Sj section efficace des différents tubes le plus grand possiole, en vue d'obtenir, lors du décollage, des atténuations de niveau de bruit maximales dans le domaine de vitesse de jet typiques de moteurs d'avions supersoniques. Par exemple, des silencieux multitubes présentant un rapport de section Ss de l'ordre de 3 et plus ont été expérimentés afin Sj d'atteindre des atténuations importantes de niveau de bruit. La plupart des optimisations faites sur la base de ces expérimen- tations repose sur des essais menés dans les conditions statiques. La demanderesse, sur la base de l'expérience qu'elle a pu acquérir à partir d'essais en vol simulé de silencieux multitube, revendi- que qu'il est possiole d'obtenir, en vol, des atténuations au moins égales à celles habituellement obtenues avec de tels rap- ports de sections(S. env. 3 et plus), en choisissant des rapports de section Ss beaucoup plus petits que ceux résultant des optimi- sj sations faites dans les seules conditions statiques. A titre d'exemple, elle recommande, pour un avion supersonique de nombre de Mach de croisière Mo = 2, le choix d'un rapport de sections du silencieux au voisinage de la valeur Ss de 1,80, valeur parfaitement compatible avec le rapport de sections optimal SE de la tuyère secondaire convergente divergente sectionSde sortie de la tuyère secondaire convergente divergente Section du col de la tuyère primaire D'une façon plus générale, le choix d'un nombre de Mach de croi- sière supérieur conduit à des ensembles secondaires de plus en plus grands (augmentation de SE). Nous revendiquons qu'il Sj 6 2461819 est toujours possible d'obtenir des atténuations importantes au moyen de silencieux de typenultitube ayant un rapport de section Ss voisin de 1,8 à 2, ou en fonction des contraintes diverses, Sj entre 1,7 et 2,5, ceci, quel que soit le nombre de Mach de croi- sière de l'avion supersonique. Une telle définition du silencieux présente l'avantage supplémentaire de permettre le maintien des pertes de poussée en vol à des valeurs minimales car, par suite de la compacité du système, le débit d'air induit nécessaire pour ventiler correc- tement les culots entre les tubes est inférieur à celui corres- pondant à un silencieux d'encombrement supérieur. REVENDICATIONS 1. Ensemble inverseur de poussée et silencieux pour turboréacteur, disposé dans la tuyère d'éjection, comportant un inverseur de poussée formé de deux demi-coquilles et un silencieux multitube, caractérisé en ce que le silencieux multitube est formé de deux demi-coquilles concentriques aux demi-coquilles de l'inverseur, chaque groupe de demi- coquilles étant indépendamment mobile autour d'un axe parallèle à un même plan diamétral de la tuyère, les demi-coquilles de l'inverseur étant en amont de celles du silencieux par rapport au flux d'éjection. 2. Ensemble inverseur de poussée et silencieux pour turboréacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des volets mobiles sont prévus entre le conduit de flux tertiaire et des conduits d'alimentation latérale du silencieux. 3. Ensemble inverseur de poussée et silencieux pour turboréacteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les demi-coquilles ont une forme de portion de calotte sphé- rique. 4. Ensemble inverseur de poussée et silencieux pour turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que le silencieux multitube a un rapport section de la tuvère entre 1,7 et 2,5 section des ouvertures 5. Ensemble inverseur de poussée et silencieux pour turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que des butées, limitant la course des demi-coquilles de l'inverseur et du silencieux, sont prévues sur la paroi déli- mitant extérieurement le canal de flux secondaire. 6. Ensemble inverseur de poussée et silencieux pour turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que chaque groupe de demi-coquilles inverseur-silencieux est logé, en position rétractée, dans l'espace compris entre le flux tertiaire et la nacelle, la paroi de la demi-coquille de l'inverseur s'intégrant au profil de la tuyère d'éjection.