Brevet FR2490731A1 — publié le 19820326

!490731 Dispositif d'inversion de poussée pour turboréacteur multiflux La présente invention concerne un dispositif d'inversion de poussée pour turboréacteur multiflux. Ce type de turboréacteur est du genre comprenant un canal pri- maire de circulation des gaz dits de flux chaud, constituant une veine principale d'éjection et comprenant également au moins un canal coaxial au précédent, annulaire, o circulent des gaz dits de flux froid et délimité par une paroi exté- rieure et par une paroi intérieure constituant une veine se- condaire d'éjection. Dans ce type de turboréacteur, en particulier à double flux, lorsque le taux de dérivation est élevé, l'inversion de pous- sée met en oeuvre principalement ou uniquement la dérivation du flux froid. Les dispositifs connus d'inversion de poussée pour ces appli- cations comportent généralement une série d'éléments du genre volets ou pétales qui sont déplaçables entre une position de poussée directe et une position d'inversion de poussée. Dans la position de poussée directe, ces éléments sont escamotés et leur profil interne se raccorde à la paroi externe de veine secondaire. Dans la position d'inversion de poussée, ces éléments se placent entre les parois radialement interne et externe de la veine secondaire et obturent le canal secon- daire d'éjection. Le dispositif comporte également au moins une ouverture ménagée dans la paroi externe du canal secon- daire et lorsque les éléments déplaçables sont en position de poussée directe, ils masquent généralement cette ouverture qui se trouve par contre dégagée pour permettre le passage des gaz du flux d'éjection de veine secondaire, en position d'in- version de poussée. Le brevet britannique 1 150 012 décrit ainsi par exemple,un dispositif d'inversion de poussée opérant sur un flux froid et constitué d'une pluralité de volets déviateurs qui pivotent autour d'un axe fixé à une partie de l'enveloppe externe qui effectue un mouvement de translation en position d'inversion de poussée, pour dégager une ouverture de passage des gaz d'éjection entre ladite partie mobile et une partie fixe de l'enveloppe externe située à l'amont, par rapport au sens de circulation des gaz dans le canal. Notamment dans le cas d'une application d'un dispositif de ce genre sur une échelle réduite, de sérieuses difficultés de réalisation apparaissent; du fait de la présence d'une plu- ralité de volets déviateurs et d'une partie mobile de l'en- veloppe externe, les tolérances de fabrication nécessaires sont telles, si l'on veut assurer un fonctionnement correct, que les coûts de fabrication atteignent des niveaux incompa- tibles avec les exigences d'une production industrielle. Le dispositif inverseur de poussée selon l'invention permet de remédier à de tels inconvénients en ce qu'il comporte des éléments déplaçables obturant le canal secondaire d'éjection et constitués de deux demi-coquilles mobiles en rotation autour d'un axe, grâce à une articulation placée à chacune de leurs deux extrémités. Ce dispositif inverseur de poussée est encore remarquable en ce que chaque demi-coquille a une forme telle que le bord ra- dialement externe, en position d'inversion de poussée, suit exactement le profil de la paroi extérieure de veine secon- daire, que le bord radialement interne suit exactement le pro- fil de la paroi intérieure de veine secondaire et que les bords latéraux se conjuguent respectivement avec un!lot supérieur et avec un îlot inférieur appartenant à la struc- ture du canal secondaire et formant la liaison entre la paroi extérieure et la paroi intérieure. Avantageusement chaque ouverture ménagée dans la paroi exté- rieure de canal secondaire pour le passage des gaz du flux d'éjection de veine secondaire comporte une grille dont le profil du côté veine est conformé de façon telle qu'il permet le passage du bord d'une demicoquille lors du pivotement de cette dernière entre une position d'inversion de poussée et une position de poussée directe. Dans un mode préférentiel, un panneau extérieur est relié à chaque demicoquille de sorte que la manoeuvre des demi- coquilles entraîne également l'actionnement desdits panneaux dans le sens de la fermeture de l'ouverture ménagée dans la paroi extérieure de veine secondaire, d'une part, et, d'autre part, dans le sens dégageant ladite ouverture, le flux des gaz d'éjection étant orienté après leur passage par ladite ouverture par l'inclinaison desdits panneaux s'ouvrant à l'extérieur de la paroi extérieure de veine secondaire. Un dispositif inverseur de poussée réalisé conformément à l'invention présente de nombreux avantages. Un bon fonc- tionnement est obtenu de manière plus aisée en évitant de faire ppel comme dans les solutions antérieures à de mul- tiples éléments mobiles (pluralité de volets déviateurs, partie aval de l'enveloppe extérieure mobile, par exemple). L'invention permet de supprimer des éléments délicats et coCteux: rails de guidage,par exemple. L'utilisation selon l'invention d'un seul élément déviateur par côté entraîne également une simplification du système de commande qui ne comporte qu'un seul élément d'actionnement du type vérin et du m9me coup résoud les problèmes posés par la synchroni- sation. Il en résulte enfin une réduction intéressante de la masse globale du dispositif qui est un critère important pour les applications envisagées aux transports aériens. On notera encore que l'intégration du dispositif selon l'invention dans une nacelle impose un minimum de contraintes pour la définition des parois de cette nacelle et en parti- culier par rapport aux solutions connues antérieures, un traitement acoustique de ces parois est rendu possible sur des surfaces plus importantes, ce qui améliore l'atténuation sonore. Dtautres avantages et caractéristiques de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre des exemples de réalisation d'un dispositif inverseur de poussée. Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe trans- versale à l'axe du turboréacteur d'un dispositif d'inversion de poussée selon l'invention - la figure 2 est une vue schématique en coupe longitu- dinale suivant l'axe du turboréacteur du dispositif d'inversion de poussée de la figure 1 en position de poussée directe - la figure 3 est une vue schématique en coupe longitu- dinale suivant l'axe du turboréacteur du dispositif d'inversion de poussée de la figure 1 en position d'inversion de poussée; - la figure 4 est une vue arrière d'une demi-coquille du dispositif selon l'invention représentée dans les po- sitions de poussée directe et d'inversion de poussée - la figure 5 est une da i-vue de dessus de la demi- coquille de la figure 4; - la figure 6 est une demi-vue de l'avant du turboréacteur de la demi-coquille de la figure 4; - la figure 7 montre une variante d'un dispositif d'in- version de poussée selon l'invention comportant des volets sur la paroi extérieure du canal secondaire repré- senté suivant une vue schématique en coupe longitudinale; - la figure 8 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif d'inversion de poussée selon l'invention comportant un panneau articulé sur la paroi extérieure du canal secondaire représenté suivant une vue schématique en coupe longitudinale. Aux figures 1, 2 et 3, on a donné une représentation schéma- tique d'un dispositif d'inversion de poussée conforme à l'in- vention. Ce dispositif s'intègre dans une nacelle 1 qui est du type "canal en D". Cette nacelle 1 est constituée d'une paroi intérieure 2 et d'une paroi extérieure 3 qui forment le canal secondaire de l'arrière- corps pour la veine secondaire 4 de circulation des gaz à l'éjection d'un turboréacteur, encore appelée flux froid de dérivation. Ces parois 2 et 3 sont réunies en forme de D à la partie supérieure par un ensemble de liaison dénommé îlot supérieur 5 et à la partie inférieure par un ensemble de liaison dénommé îlot inférieur 6. Le canal secondaire est ainsi formé par deux ensembles en D dont l'ensemble gauche 7 est représenté à la figure 1. Chaque en- semble 7 est articulé en haut au mât avion par trois articu- lations à charnières 29 et les deux ensembles 7 sont solida- risés en bas de manière connue par un verrouillage à deux verrous: verrou avant et verrou arriàre,qui ne sont pas représentés aux dessins. En ouvrant ces verrous, les deux ensembles 7 en D peuvent 8tre désaccouplés et par rotation autour des charnières supérieures, chaque ensemble 7 peut être relevé de chaque coté du mât avion, comme schématisé en position 7' sur la figure 1. Cette disposition facilite dans tous les cas la maintenance, permet l'accès au moteur interne et permet la dépose du moteur sans le démontage de l'inverseur. Le dispositif d'inversion de poussée conforme à l'invention se compose de deux éléments identiques, chacun intégré dans un ensemble 7 en Ddu canal secondaire. Un de ces éléments est schématiquement représenté aux figures 1, 2 et 3, en position de poussée directe aux figures 1 et 2 et en position d'in- version de poussée à la figure 3. Chaque élément comporte une demicoquille 3 qui est articulée en un point haut sur une articulation 9 et en un point bas sur une articulation , toutes deux fixées sur des ferrures de la paroi exté- rieure 3 du canal secondaire. La demi-coquille 8 peut opérer un mouvement de rotation autour des articulations 9 et 10 suivant un axe de rotation 30 qui a une légère inclinaison sur l'axe vertical 31 moteur. Dans le mode de réalisation qui est décrit à titre d'exemple non limitatif, l'angle d'incli- naison de cet axe de rotation 30 est de 3 degrés 6 minutes sur la verticale. La demi-coquille 8 est manoeuvrée par un vérin 11. Ce vérin 11 est fixé en 12 sur un bras de structure 13 qui relie la paroi extérieure 3 à la paroi intérieure2 du canal secondaire et qui appartient à un ensemble de liaison situé à la partie médiane de l'ensemble 7 en D et dénommé il8t 9 heures. Le vérin 11 est relié par une chape 14 au bord de la demi-coquille 8 situé à l'aval par rapport au sens de circulation des gaz dans le turboréacteur. Le vérin 11 est équipé d'un carénage et d'un dispositif de protection contre l'abrasion 15. L'ensemble comporte également une ouverture 16 ménagée dans la paroi extérieure 3 du canal secondaire. Cette ouverture 16 est munie d'une grille d'aubes 17 dont le profil et l'orientation sont déte'in-s e faon à diriger dans la direction choisie le jet des gaz qui passent par l'ouverture 16 dans la confiçu- ration d'inversion de poussée, comme il sera précisé ci-après. Le fonctionnement général du dispositif d'inversion de poussée selon l'invention est obtenu de la manière suivante. Les fi- jures 1 et 2 présentent la demi-coquille 8 dans une position escamotée. Cette position correspond à un passage du flux froid des gaz dans le canal secondaire vers l'éjection en poussée directe et dans cette position le trajet des gaz se poursuit jusqu'à la sortie à l'arrière du canal. Comme cela apparaît sur la figure 2, dans cette position, la paroi interne 18 de la demi-coquille 8 se raccorde parfaitement au profil externe de la veine secondaire 4 tel qu'il est donné par la paroi extérieure 3 du canal secondaire. Dans cette position, l'étanchéité de la demi-coquille 8 est obtenue gr9ce à un joint de type élastomère de section cir- culaire qui est fixé sur la demi-coquille d'une part, à l'avant o ce joint 19 a la forme de découpage avant de l'ouverture 16 et d'autre part, à l'arrière, o ce joint 19a a la forme de découpage arrière de l'ouverture 16. Pour obtenir l'adaptation de la demi-coquille 8 au profil externe de la veine secondaire 4, dans le mode de réalisation décrit, la demi-coquille 8 présente une forme spécialement étudiée telle qu'elle est représentée sur les figures 4, 5 et 6. Sous l'action du vérin 11, la demicoquille passe de la position escamotée à la position déployée. La position déployée, re- présentée à la figure 3, correspond à un passage du flux froid des gaz arrivant par le canal secondaire à travers l'ouverture 16 de la paroi extérieure 3 du canal secondaire, le flux d'éjection étant orienté par la grille d'aubes 17 pour obtenir l'inversion de poussée. Les figures 4, 5 et 6 représentent en traits mixtes la forme de la demi-coquille 8 permettant, dans-le mode de réalisation décrit, l'adaptation d'une part, du bord amont 20 de la demi-coquille 8 à la paroi extérieure 3 du canal secondaire et d'autre part, celle du bord aval 21 de la demi-coquille 8 à la paroi intérieure 2 du canal secondaire, de même que la conjugaison du bord latéral supérieur 22 avec l'tlot supérieur 5 et celle du bord latéral inférieur 23 de la demi-coquille 8 avec l'îlot infé- rieur 6. On notera que la demi-coquille 8 présente une épais- seur évolutive d'un bord latéral à l'autre, l'épaisseur ma- ximale étant obtenue dans la partie médiane, suivant une di- rection 3 heures/9 heures. La forme de la demi-coquille 8 est également adaptée pour permettre le passage de la position escamotée à la position déployée sans qu'aucun point de sa surface ne risque d'interférer avec la paroi extérieure 3 du canal secondaire ni avec la grille d'aubes 17. Dans le mode de réalisation décrit, l'angle de rotation 9 de la demi- coquille entre ses deux positions est de 35 degrés 40 minutes. Sur les figures 4, 5, 6 sont représentés les déplacements des points remarquables A, B, C, D, E, F, G et de quelques points H, L, M, N, R, S en A', B', C', D', E', F', G' et respecti- vement HI, Lt, M', N', R', S' lorsque la demi-coquille 8 passe de la position escamotée 8a à la position déployée Bb. La figure 7 représente une variante dans laquelle au disposi- tif d'inversion de poussée conforme à l'invention tel qu'il vient d'être décrit, des volets 24 ont été adjoints à l'ou- verture 16 de la paroi extérieure 3 de canal secondaire. Ces volets 24 sont maintenus en position fermée par des ressorts26enposition de poussée directe et ils se raccordent dans cette position au profil externe de la paroi extérieure 3. En position d'inversion de poussée, ces volets 24 s'ou- vrent vers l'extérieur sous la pression des gaz d'éjection et leur inclinaison contribue à l'orientation des gaz. Dans un autre mode de réalisation qui conserve les caracté- ristiques de l'invention telles qu'elles ont été décrites et qui est représenté à la figure 8, la grille d'aubes 17 de l'ouverture 16 est supprimée et un panneau 25 articulé sur la demi-coquille B ferme cette ouverture 16 en position de poussée directe. Lors de la manoeuvre de la demi-coquille 8 par le vérin 11, le panneau 25 en position d'inversion de poussée s'ouvre également à l'extérieur du canal secondaire suivant une inclinaison qui est donnée par les moyens de liaison non représentés entre la demi-coquille 8 et le panneau 25 et qui dévie les gaz d'éjection suivant l'orien- tation choisie. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'inversion de poussée pour turboréacteur multi- flux, du genre comprenant un canal primaire constituant une veine principale d'éjection et au moins un canal annulaire, coaxial au canal primaire, délimité par une paroi intérieure (2)et une paroi extérieure(3) constituant une veine secondaire d'éjection (4), ledit dispositif comportant des éléments déplaçables entre une position de poussée directe o ils sont escamotés avec leur profil interne raccordé à ladite paroi externe de veine secondaire et une position d'inversion de poussée o ils obturent le canal secondaire d'éjection entre les parois interne et externe, comportant en outre au moins une ouverture ménagée dans la paroi externe du canal secon- daire, qui est masquée par lesdits éléments en position esca- motée et qui est dégagée en position d'inversion de poussée pour permettre le passage des gaz du flux d'éjection de veine secondaire, caractérisé en ce que lesdits éléments déplaçables sont constitués de deux demi-coquilles (8) mobiles en rotation autour d'un axe (30), grâce à une articulation (9, 10) placée à chacune de leurs deux extrémités. 2. Dispositif d'inversion de poussée selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'axe de rotation (30) des demi- coquilles (8) est incliné sur la verticale et les deux points d'articulations (9, 10) sont situés l'un à l'extrémité supé- rieure, l'autre à l'extrémité inférieure de chaque demi- coquille (8). 3. Dispositif d'inversion de poussée selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison de l'axe de rotation (30) des deux demicoquilles sur la verticale est de 3 degrés 6 minutes d'angle. 4. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque demi-coquille (8) a une forme telle que le bord radialement externe (20), en position d'inversion de poussée, suit exac- tement le profil de la paroi extérieure (3) de veine secondaire, que le bord radialement interne (21) suit exactement le profil de la paroi intérieure (2) de veine secondaire et que les bords latéraux (22, 23) se conjuguent respectivement avec un îlot supérieur (5) et un úlot inférieur (6) appartenant à la struc- ture du canal secondaire et formant la liaison entre la paroi extérieure (3) et la paroi intérieure (2). 5. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendicatifs précédentes caractérisé en ce que chaque demi-coquille (8) est manoeuvrée par un moyen d'action (11) fixé à l'amont, par rapport au sens de circulation des gaz dans le turboréacteur, sur un bras de structure (13) reliant la paroi extérieure (3) du canal secondaire à la paroi inté- rieure (2) et relié à l'aval au bord aval de la demi- coquille (8). 6. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque ouverture (16) ménagée dans la paroi extérieure (3) de canal secondaire comporte une grille d'aubes (17) dont le profil du côté veine est confonéde façon telle qu'il permet le passage du bord d'une demi-coquille (8) lors du pivotement de cette dernière entre une position d'inversion de poussée et une position de poussée directe. 7. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque ouverture (16) ménagée dans la paroi extérieure(3) de canal secondaire est munie de volets (24), ouverts en position d'inversion et maintenus fermés par des ressorts(26).en poeion de poussée directe. - 8. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'un panneau (25) extérieur est relié à chaque demi-coquille (8) de sorte que la manoeuvre des demi-coquilles (B) entraîne également l'actionnement dudit panneau (25) dans le sens de la ferme- ture de l'ouverture (16) ménagée dans la paroi extérieure (3) 1 1 de veine secondaire, o'une part, et d'autre part, dans l, sers dégageant ladite ouverture (16), le flux des gaz d'éjection étant orienTé après leur passage par laoite ouverture (16) par l'inclinaison dudit panneau (25) s'ouvrant à l'extérieur de la paroi extérieure (3) de veine secondaire. 9. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque de revendications précédentes caractérisé en ce qu'il s'intègre dans un canal secondaire dont la paroi extérieure (3) et la paroi intérieure (2) composent une structure en deux demi- cylindres, formant deux ensembles en D articulés au mât avion à leur partie supérieure par trois charnières (29) d'une part, et d'autre part à leur partie inférieure, soli- darisés par des systèmes de verrouillage.