Brevet FR2687733A1 — publié le 19930827

La présente invention concerne un inverseur de poussée pour moteur à réaction du type à portes basculantes Dans ce type d'inverseur connu, les portes sont conçues pour évoluer entre deux positions, à savoir une position dite "de5 croisière" dans laquelle elles constituent des éléments de capotage d'un canal d'éjection des gaz permettant une circulation du flux de gaz d'amont en aval, et une position dite "d'inversion de poussée" dans laquelle les portes, après basculement, obturent au moins partiellement le canal d'éjection et dévient le flux de gaz radialement vers l'extérieur et vers l'amont Plus particulièrement, la présente invention est une amélioration des portes d'inver- seur connues dans lesquelles est prévue, afin d'aider à l'inversion du flux et de guider le flux dévié, au moins une paroi déflectrice s'étendant à peu près perpendiculairement à la porte à partir de la face interne de celle-ci, cette paroi déflectrice pouvant être située à l'extrémité amont de la porte et/ou sur les bords latéraux de celle-ci. L'amélioration selon la présente invention consiste à proposer une configuration de la paroi déflectrice assurant une meilleure efficacité de l'inversion ainsi qu'un contrôle de la direction du jet dévié. Dans ce but, l'invention est caractérisée par le fait que la paroi déflectrice comporte une série de passages ayant chacun une entrée et une sortie respectivement sur les faces amont et aval de la paroi déflectrice, vu dans le sens d'écoulement des gaz à travers lesdits passages, le centre géométrique de ladite entrée étant décalé par rapport au centre géométrique de ladite sortie, de sorte que la ligne joignant lesdits centres géométriques est inclinée par rapport à la perpendiculaire aux faces amont et aval de la paroi déflectrice, dans la zone du passage concerné. Chaque passage comporte de préférence au moins deux flancs en vis-à-vis et s'étendant dans une direction sensiblement parallèle à la ligne joignant les centres géométriques de l'entrée et de la sortie du passage, de sorte qu'ils sont inclinés par rapport aux faces amont et aval de la paroi déflectrice en assurant ainsi un guidage du -2- flux qui traverse le passage. De préférence, 1 'entrée et la sortie de chaque passage ont la forme de fentes oblongues et les flancs inclinés du passage relient les grands côtés ou les petits côtés desdites fentes. Par ailleurs, afin d'améliorer les caractéristiques aérodynamiques du flux dévié, notamment en éliminant ou réduisant les turbulences au niveau de la paroi déflectrice, les flancs de chaque passage sont raccordés à la face amont de la paroi déflectrice par une zone arrondie. Les passages peuvent être pratiqués directement dans l'épaisseur de la paroi déflectrice, mais on préférera, selon l'invention, les prévoir dans des plaques amovibles rapportées dans des logements ménagés dans la paroi déflectrice En effet, on peut ainsi disposer d'une série de grilles" qui peuvent être substituées les unes aux autres en adaptant ainsi facilement la géométrie des passages aux besoins d'orientation de la nappe de gaz déviés Chaque paroi déflectrice peut être munie de plusieurs plaques20 amovibles présentant chacune plusieurs passages Enfin, toujours dans le but d'améliorer les caractéristiques aérodynamiques, les flancs inclinés des passages auront de préférence une configuration courbe. On décrira à présent l'invention en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue d'ensemble schématique d'une porte d'inverseur selon l'invention basculée en position d'inver- sion de jet; les figures 2 et 3 montrent diverses dispositions de 3 o parois déflectrices percées de passages; la figure 4 est une coupe à plus grande échelle selon la ligne IV-IV de la figure 2; la figure 5 est une variante de réalisation montrant les passages pratiqués dans des plaques amovibles; la figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5; la figure 7 montre schématiquement une partie d'avion équipé d'inverseurs selon l'invention assurant un guidage -3- des nappes de flux dévié; et la figure 8 représente à échelle agrandie une porte déployée de la figure 7. Bien que l'invention puisse être appliquée aux inver- seurs à portes équipant tout type de moteur à réaction, l'inverseur représenté à la figure 1 est prévu, sans qu'on puisse y voir une limitation, pour un moteur à double flux de type classique comportant une structure centrale de moteur 1 par laquelle est éjectée une veine principale ou flux chaud, la structure 1 étant entourée d'un capotage co-axial 2 et un canal annulaire 3 séparant la structure 1 du capotage 2 en assurant la circulation d'un flux froid 8 généré, en amont, par une soufflante (non représentée). L'inverseur de poussée proprement dit est constitué par plusieurs portes 4 articulées de façon à basculer autour d'un axe 5 sous l'action d'un vérin de commande 6 entre une position dite "de croisière" 4 a, partiellement représentée en pointillés, dans laquelle la porte est alignée avec les parties de capotage 2 et libère totalement le canal annulaire 3 et une position dite "d'inversion" représentée en trait plein à la figure t et dans laquelle la partie aval de la porte obture le canal 3 tandis que sa partie amont fait saillie à l'extérieur du capotage de façon à dévier le flux 8 radialement vers l'extérieur et vers l'amont comme le montrent les flèches 9 Afin d'aider au guidage du flux inversé, la porte 4 présente au moins une paroi déflectrice frontale 7, à peu près perpendiculaire à la porte, et s'étendant à partir de l'extrémité amont de la face interne de celle-ci Comme on le voit aux figures 2, 3 et 5, la porte 4 peut aussi présenter des parois déflectrices latéra- les 7 'a, 7 'b, 70 a. La paroi déflectrice 7 oblige le flux dévié à s'orien- ter vers l'amont mais présente le double inconvénient, d'une part, de réduire la faculté pour l'inverseur à conserver les caractéristiques de l'écoulement du flux circulant dans le canal 3 en introduisant un rétrécissement du passage de sortie de flux entre le bord B de la paroi déflectrice et le bord D du capotage et, d'autre part, de provoquer, dans -4- l'espace Z entre la paroi 7 et la face interne de la porte, une zone de turbulence préjudiciable à l'écoulement. C'est pour accroître le coefficient de débit du flux inversé, réduire les turbulences et faciliter l'écoulement aérodynamique du flux, que l'on prévoit dans la paroi déflectrice 7 des passages 10 par lesquels une partie du flux peut s'écouler selon les flèches 11. A la figure 2, on a représenté une première forme de réalisation des passages lia qui ont la forme de fentes allongées dont les grands côtés sont parallèles à la surface de porte 4 Les parois déflectrices latérales 7 'a présentent des passages 10 'a en forme de fentes dont les grands côtés sont également parallèles à la porte. A la figure 3, en revanche, les parois frontale 7 b et latérales 7 'b présentent des fentes allongées l Ob et 10 'b dont les grands côtés s'étendent perpendiculairement à la surface de porte 4. Les fentes 10 a, 10 'a, l Ob et 1 O'b des figures 2 et 3 sont pratiquées directement dans l'épaisseur des parois déflectrices et ont la configuration représentée sur la coupe de la figure 4 Comme on le voit sur cette figure, chaque passage 1 Qa présente une entrée 12 pratiquée sur la face amont 13 de la paroi 7 a et dont on a figuré le centre géométrique en Cl Le passage présente également une sortie 14 pratiquée sur la face aval 15 de la paroi 7 a et dont le centre géométrique est figuré en C 2 L'entrée 12 et la sortie 14 sont décalées comme le montre la ligne 16, joignant les centres géométriques Cl et C 2, qui est inclinée par rapport à la perpendiculaire P aux faces 13 et 15 de la paroi, dans la zone du passage 10 a concerné. Ainsi, la partie du flux dévié traversant les passages l Oa est localement orientée selon la ligne 16 De préféren- ce, pour aider au passage aérodynamique du flux, les flancs 17 a et 18 a en vis-à-vis, dans chaque passage l Oa sont courbes, le flanc 17 a étant sensiblement concave et le flanc 18 a sensiblement convexe, tandis que chaque flanc est raccordé à la face amont 13 de la paroi 7 a par des zones arrondies 19 et 20 facilitant le passage du flux Comme on le voit à la figure 2, les flancs 17 a et 18 a des fentes sont situés dans la longueur des fentes, ce qui permet de guider le flux dans un plan sensiblement perpendiculaire à la porte.5 Au contraire dans le cas de la figure 3, les flancs 17 b-18 b s'étendent transversalement à la porte 4, ce qui amène à guider le flux à peu près parallèlement au plan de la porte. On comprend que dans le cas des formes de réalisation des figures 2 et 3, les portes sont conçues pour un mode unique d'usage Il peut arriver que l'on ait besoin, en fonction des nécessités de guidage de nappe, de disposer d'une plus grande souplesse Dans un tel cas, on aura intérêt à utiliser le mode de réalisation des figures 5 et 615 dans lequel on emploie des plaques amovibles 21 a-c (figure ) o sont pratiquées des fentes 110 Ces plaques sont rapportées, par exemple par boulonnage en 22, dans des logements 71 prévus à cet effet dans les parois déflectrices frontale 70 a ou latérales 70 'a.20 On notera que selon le cas, on pourrait disposer, sur une même paroi, de plusieurs séries de plaques ayant des passages de configurations différentes et assurant un guidage de flux selon des directions variées, par exemple une plaque 21 a ayant des passages allongés dont les grands25 côtés sont perpendiculaires à la porte 4, comme à la figure 3, et une plaque 21 b ayant des passages allongés dont les grands côtés sont obliques par rapport à la porte. C'est notamment ce que l'on aura intérêt à faire lorsque l'on souhaitera éviter les interférences entre les nappes de flux déviées et les structures d'un avion 25 comme cela est représenté à la figure 7 o l'on voit des moteurs 27 montés sous une aile 26 On a représenté en 28 et 29 deux des portes de l'inverseur en position ouverte La porte inférieure 28 pourra présenter des passages l Oa comme à la35 figure 2 pour générer une nappe radiale 30 unique En revanche pour la porte 29 qui se trouve au voisinage de l'aile de l'avion, on aura intérêt à adopter une configura- 6 - tion comme celle de la figure 8 dans laquelle les fentes lt Oa et ll Ob généreront respectivement des nappes 31 et 32 de flux inversé orientées latéralement pour éviter de heurter les structures de l'avion. -7- REVENDICATIONS 1 Inverseur de poussée pour moteur à réaction du type à portes basculantes susceptibles d'évoluer entre deux positions, une position dite "de croisière" dans laquelle les portes ( 4) constituent des éléments de capotage ( 2) d'un canal ( 3) d'éjection des gaz permettant une circulation du flux de gaz ( 8) d'amont en aval, et une position dite "d'inversion" de poussée dans laquelle les portes ( 4), après basculement, obturent au moins partiellement le canal d'éjection ( 3) et dévient le flux de gaz ( 8) radialement vers l'extérieur et vers l'amont, chacune desdites portes ( 4) comportant au moins une paroi déflectrice ( 7; 7 a, 7 'a; 7 b, 7 'b; 70 a, 70 'a) s'étendant à peu près perpendiculaire- ment à la porte ( 4) et destinée à guider le flux dévié ( 8), l'inverseur étant caractérisé en ce que, afin d'améliorer l'efficacité de l'inversion et d'assurer le contrôle de direction du jet dévié, la paroi déflectrice ( 7; 7 a, 7 'a; 7 b, 7 'b; 70 a, 70 'a) comporte une série de passages ( 10; 10 a, 10 'a; 10 b, 10 'b; 110; 110 a, 110 b) ayant chacun une entrée ( 12) et une sortie ( 14) respectivement sur les faces amont ( 13) et aval ( 15) de la paroi déflectrice ( 7; 7 a, 7 'a; 7 b, 7 'b; 70 a, 70 'a), vu dans le sens d'écoulement des gaz à travers lesdits passages ( 7; 7 a, 7 'a; 7 b, 7 'b; 70 a, 70 'a), le centre géométrique (C 1) de ladite entrée ( 12) étant décalé par rapport au centre géométrique (C 2) de ladite sortie ( 14), la ligne ( 16) joignant lesdits centres géométriques étant inclinée par rapport à la perpendiculaire (P) aux faces amont et aval ( 13, 15) de la paroi déflectrice ( 7; 7 a, 7 'a; 7 b, 7 'b; 70 a, 70 'a), dans la zone du passage ( 10; 10 a, 10 'a; lob, 10 'b; 110; 110 a, 110 b) concerné. 2 Inverseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque passage ( 10; 10 a, 10 'a; 10 b, 10 'b; 110; 110 a, b) comporte au moins deux flancs ( 17 a, 18 a; 17 b, 18 b) en vis-à-vis et s'étendant dans une direction sensiblement parallèle à la ligne ( 16) joignant les centres géométriques (CI, C 2) de l'entrée ( 12) et de la sortie ( 14) du passage, de sorte que ces flancs ( 17 a, 18 a; 17 b, 18 b) sont inclinés -8 par rapport aux faces amont et aval ( 13, 15) de la paroi déflectrice. 3 Inverseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entrée ( 12) et la sortie ( 14) de chaque passage ( 10; 10 a, 10 'a) ont la forme de fentes oblongues, les flancs inclinés ( 17 a, 18 a; 17 b, 18 b) du passage reliant les grands côtés desdites fentes. 4 Inverseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entrée ( 12) et la sortie ( 14) de chaque passage ( 10 b, 10 'b) ont la forme de fentes oblongues, les flancs inclinés du passage reliant les petits côtés desdites fentes. Inverseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les flancs ( 17 a, 18 a; 17 b, 18 b) du passage ( 10; 10 a, 10 'a; lob, 10 'b; 110; 110 a, 110 b) sont raccordés à la face amont ( 13) de paroi déflectrice par une zone arrondie ( 19, 20). 6 Inverseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les passages ( 10; 10 a, 10 'a; lob, 10 'b) sont pratiqués directement dans l'épaisseur de la paroi déflectrice ( 7; 7 a, 7 'a; 7 b, 7 'b). 7 Inverseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les passages ( 110) sont pratiqués dans des plaques amovibles ( 21) rapportées dans des logements ( 71) ménagés dans la paroi déflectrice ( 70 a, 'a) afin de permettre une adaptation de la géométrie des passages selon les besoins. 8 Inverseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque paroi déflectrice ( 70 a, 70 'a) est munie de plusieurs plaques amovibles ( 21 a, 21 b, 21 c) présentant chacune plusieurs passages ( 110). 9 Inverseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les flancs inclinés ( 17 a, 18 a; 17 b, 18 b) des passages ( 10; 10 a, 10 'a; lob, 10 'b; 110; 110 a, 110 b) présentent une configuration courbe.