Brevet FR2551132A1 — publié le 19850301

La présente invention concerne un turbomoteur à double flux équipé d'une tuyère centrale à mélange et d'un inverseur de poussée à portes. On sait que les turbomoteurs de ce type comportent un générateur central émettant un flux de gaz chaud et un conduit annulaire de dérivation entourant ledit générateur central et à travers lequel passe un flux de dériva- tion de gaz relativement froid, la tuyère d'éjection dudit générateur central étant pourvu de moyens susceptibles de mélanger lesdits flux chaud et froid. De tels turbomoteurs ont actuellement tendance à être de plus en plus largement utilisés, car la tuyère centrale à mélange augmente les performances du moteur associé, en réduit la consommation spécifique de carburant et diminue de façon sensible le bruit émis par ledit moteur. Bien entendu, le melange des gaz froid et chaud, réalisé par la tuyère centrale,a pour effet d'abaisser la température du flux de gaz chaud; cependant, la température moyenne des flux mélangés reste en général élevée, au moins en certaines zones, et la construction de l'inver- seur de poussée à portes doit être réalisée au moyen de matériaux résistant à haute température et donc de poids élevé. L'objet de la présente invention est de rémédier à cet inconvénient et de permettre de construire l'inverseur de poussée, associé à un turbomoteur à tuyère centrale à mélange de flux, avec des matériaux légers résistant aux températures faibles ou modérées, tels que les alliages d'aluminium ou les matières composites à base de fibres résistantes. A cette fin, selon l'invention, le turbomoteur qui est pourvu d'un inverseur de poussée à portes et qui est du type à double flux avec mélange de ceux-ci, c'est-à-dire comportant un générateur central émettant un flux de gaz chaud et entouré d'un conduit annulaire de dérivation à travers lequel passe un flux de gaz relativement froid, ledit générateur central étant pourvu d'une tuyère d'éjection du flux chaud comportant des moyens susceptibles de mélanger lesdits flux chaud et froid, est remarquable en ce qu'il comporte des moyens commandables d'inhibition au moins partielle des moyens de mélange des flux. En effet, le Demandeur a observé expérimentalement que la température maximale atteinte sur les portes déployées de l'inverseur de poussée pouvait être considérablement abaissée, si l'efficacité des moyens de mélange de flux était momentanément réduite. On remarquera que cette réduction d'efficacité n'est pas préjudiciable durant la phase de fonctionnement du moteur pendant laquelle on utilise l'inverseur, puisque cette phase dure peu de temps et correspond au freinage de l'aéronef sur lequel est monté ledit turbomoteur. Le Demandeur suppose que, en inhibant au moins partiellement le processus de me lange des flux chaud et froid pendant le déploiement des portes de l'inverseur de poussée, il obtient que le flux froid de dérivation arrive au contact de la structure de l'inverseur, de sorte que celle-ci est maintenue à une température suffisamment basse pour permettre l'utilisation de matériaux lé- gers dans la construction dudit inverseur. Bien entendu, l'explication ci-dessus du phénomène n'est que supposée et elle n'est donnee que pour mieux faire comprendre le phénomène, sans que sa justesse ou sa fausseté doivent avoir une influence sur la protection de la présente invention. De préférence, la commande desdits moyens d'inhibition est couplée avec celle des portes de l'inverseur. Dans le cas où, de façon connue, les moyens de mélange des flux chaud et froid sont constitués de convolutions pratiquées à la périphérie de la tuyère d'éjection du générateur central et ménageant entre chaque paire d'entre elles un canal de guidage du gaz du flux froid vers le flux chaud, il est avantageux que lesdits moyens d'inhibition soient constitués drobstacles mobiles susceptibles de venir obturer au moins certains desdits canaux. Ces moyens d'inhibition peuvent être constitués par des volets transversaux articulés autour d'axes disposés dans ledit conduit annulaire de dérivation et dont la forme correspond à la section desdits canaux. De préférence, les axes d'articulation des volets se trouvent dans le conduit annulaire de dérivation, du côté opposé au générateur de flux chaud et lesdits volets sont en porte-à-faux par rapport auxdits axes. Ceux-ci peuvent être reliés à une tringlerie de commande qui coopère avec les portes de l'inverseur, pour que, en position repliée des portes, les volets prennent une position effacée dans le conduit annulaire de dérivation et que, en position déployée desdites portes, ces volets obturent les canaux ménagés entre les convolutions de la tuyère. Les dimensions desdits volets peuvent être juste suffisantes pour obturer lesdits canaux. En variante, les volets peuvent présenter des dimensions telles que non seulement ils obturent les canaux correspondant, mais encore ils restreignent le passage du flux froid dans ledit conduit annulaire de dérivation, lorsque les portes de 1 'inverseur de poussée sont déployées. On bénéficie alors, en combinaison avec le processus objet de la presente invention, de l'effet de réduction de température décrit dans le brevet US-A-4 362 015. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des réfe rences identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique en coupe de la partie ar rière d'un turbomoteur selon l'invention, les volets étant en position effacée. La figure 2 est une demi-vue correspondant à la figure 1, les volets étant en position de restriction de passage d'un gaz froid. La figure 3 est une vue dans le plan de sortie de la tuyère du turbomoteur selon l'invention, correspondant à la flèche III de la figure 2. La figure 4 est une vue, comparable à celle de la figure 3, illustrant une variante de réalisation de l'invention. Le turbomoteur 1 selon l'invention, dont la partie arrière est représentée schématiquement en coupe sur les figures 1 à 3, ccmr porte un générateur central de gaz chaud 2, entoure par une paroi périphérique 3, ae sorte qu'entre celle-ci et ledit gé négateur 2 est formé un conduit annulaire 4 pour le passage d'un slux dérivé de gaz relativement froid. La tuyère 5 d t éjection du flux chaud engendré par le généra teur 2 comporte à sa périphérie une pluralité de convolutions 6 délimitant entre elles des canaux 7, susceptibles de guider une partie du flux froid (flèches F) vers le flux chaud (flèches C), de sorte qu'il en résulte un mélange de ces deux flux en aval de ladite tuyère 2. A l'arrière du turbomoteur 1 est prévu un inverseur comportant deux portes 8 et 9 qui sont articulées autour dtaxes transversaux respectifs 10 et 11, En position repliée (en trait plein sur la figure 1) les portes 8 et 9 forment un prolongement du turbomoteur 1, tandis qu'en position déployée (en traits mixtes sur la figure 1 est représentée une position déployée intermé diaire), elles sont disposées transversalement aux flux de gaz sortant du turbomoteur. Pour obtenir l'effet de l'invention mentionné ci-dessus, permettant de construire les portes 8 et 9 en alliage le ger, par exemple, on prévoit des volets, dont deux seulement portant respectivement les références 12 et 13 sur les figures sont représentés et qui sont susceptibles d'obturer au moins certains des canaux 7. Chaque volet 12 ou 13 est porté en bout des bras latéraux 14. Les deux bras 14 associés au volet 12 sont articulés par leur extrémité opposée audit volet, autour d'un axe transversal 15 qui se trouve du côté de la paroi 3. De même, les deux bras 14 associés au volet 13 sont articulés par leur extrémité opposée audit volet, autour d'un axe transversal 16 qui se trouve du côté de la paroi 3. Ainsi, lesdits volets 12 et 13 se trouvent en porte-à-faux par rapport à leur axe 15 ou 16 respectif. Ils présentent chacun une forme correspondant au profil d'un ou plusieurs canaux 7 consécutifs. Une tringlerie 17 ou 18, sollicitée par un ressort 19 ou 20 respectivement, est reliée au volet 12 ou 13 reseeif. Les tringleries 17 et 18 possèdent chacune un levier pivotant comportant à son extrémité libre une came 21 ou 22 respectivement, susceptible de faire saillie, à ltex- térieur du plan de sortie 23 du turbomoteur et de coopérer avec une came 24 ou 25 portées respectivement par le bord avant des portes 8 et 9. L'action des ressorts 19 et 20 tend à faire saillir les cames 21 et 22 à l'extérieur du plan 23, ainsi qu'à faire pivoter les volets 12 et 13, de sorte que ceux-ci obstruent les canaux 7 correspondants, leur bord inférieur venant au contact de la paroi du générateur 2. Ainsi, lorsque les portes 8 et 9 de l'inverseur sont déployées (voir les figures 2 et 3), les cames 21 et 22 font saillie par rapport au plan 23, tandis que les volets 12 et 13 obturent des canaux 7 et détériorent donc le processus de mélange des flux chaud et froid. En revanche, lorsque les portes 8 et 9 de l'inverseur sont fermées (voir la figure 1), les cames 24 et 25 portées par celles-ci, repoussent les cames 21 et 22 et, par l'intermédiaire des tringleries 17 et 18 et à l'encontre de l'action des ressorts 19 et 20, font pivoter les volets 12 et 13 qui viennent se disposer dans des logements de la paroi 3, pour complètement dégager le conduit 4. Ainsi, lorsque les portes 8 et 9 de l'inverseur sont déployées, le mélange des flux chaud et froid est au moins partiellement inhibé. I1 en résulte, comme indiqué cidessus, une diminution de la température sur les portes 8 et 9. L'ajustement de cette température peut être effectué par ajustement du nombre et/ou de la dimension des volets 12 ou 13. Bien entendu, lorsque les volets 12 et 13 obturent des canaux 7, les performances du turbomoteur 1 sont dégradées mais une telle dégradation est acceptable puisque provisoire et n'intervenant qu'à des périodes particulières du vol de l'aéronef, qui n'exigent pas les performances optimales. On remarquera que la position d'obstruction (figure 2) des volets est particulièrement stable, puisqu'alors ceux-ci, qui sont inclinés de l'arrière vers l'avant, sont pressés par le jet froid de sorte que leur bord avant vienne en appui contre le générateur. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 3, en position déployée des portes 8 et 9, les volets 12 et 13 n'obturent que des canaux 7, seuls les bras 14 traversant le conduit annulaire 4. Dans la variante de réalisation illustrée par la figure 4, on a prévu des volets 12' et 13' susceptibles d'obturer, non seulement des canaux 7, mais encore une partie du conduit de dérivation 4. On obtient alors, en plus de l'effet engendré par la présente invention, l'éffet d'abaissement de température décrit dans le document US-A4 362 015 dû à la restriction dudit conduit 4. Ces deux effets se renforcent mutuellement pour agir dans le sens d'une diminution des températures imposées aux portes 8 et 9. REVENDICATIONS 1.- Turbomoteur qui est pourvu d'un inverseur de poussée à portes (8, 9) et qui est du type à double flux avec mélange de ceux-ci, c ' est-à-dire comportant un générateur central (2) émettant un flux de gaz chaud et entouré d'un conduit annulaire de dérivation (4) à travers lequel passe un flux de gaz relativement froid, ledit générateur central (2) étant pourvu d'une tuyère (5) d'éjection du flux chaud comportant des moyens (6, 7) susceptibles de mélanger lesdits flux chaud et froid, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens commandables (12,- 13) d'inhibition au moins partielle des moyens (6, 7) de mélange des flux. 2.- Turbomoteur selon la revendication 1, dans lequel les moyens de mélange des flux chaud et froid sont constitués de convolutions (6) pratiquées àa périphérie de la tuyère d'éjection du générateur central et ménageant entre chaque paire d'entre elles un canal (7) de guidage du gaz du flux froid vers le flux chaud, caractérisé en ce que les moyens d'inhibition sont constitués d'obstacies mobiles (12, 13) susceptibles de venir obturer au moins certains -desdits canaux (7). 3.- Turbomoteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'inhibition sont constitués par des volets transversaux (12, 13) articulés autour d'axes (15, 16) disposés dans ledit conduit annulaire de dérivation (4) et dont la forme correspond à la section desdits canaux (7). 4.- Turbomoteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les axes d'articulation (15, 16) des volets (12, 13) se trouvent dans le conduit annulaire de dérivation (4), du côté opposé au générateur (2) de flux chaud et lesdits volets sont en porte-a-faux par rapport auxdits axes. 5.- Turbomoteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les volets (12, 13) sont prévus pour obturer des canaux (7) sans restreindre la section de passage du conduit annulaire de dérivation (4). 6.- Turbomoteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les volets (12', J3 ') sont prévus pour obturer des canaux (7) et pour simultanément restreindre la section de passage du conduit annulaire de dérivation (4). 7.- Turbomoteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la commande des moyens d'inhibition (12, 13) est couplée avec celle des portes (8, 9) de l'inverseur. 8.- Turbomoteur selon les revendications 4 et 7, caractérisé en ce que les axes (15 et 16) d'articulation des volets sont reliés à une tringlerie de commande qui coopère avec les portes de l'inverseur, pour que, en position repliée des portes, les volets prennent une position effacée dans le conduit annulaire de dérivation et que, en position déployée desdites portes, ces volets obturent les canaux ménagés entre les convolutions de la tuyère.