Brevet FR2706536A1 — publié le 19941223

DESCRIPTION VERIN D'INVERSEUR DE POUSSEE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE VERROUILLAGE INTERNE ET UN DISPOSITIF DE DETECTION DE LA PANNE DU DISPOSITIF DE VERROUILLAGE INTERNE. L'invention concerne un vérin d'inverseur de poussée de turboréacteur et plus particulièrement un dispositif de détection de la panne de la tige de commande du verrou secondaire du vérin. Elle s'applique notamment aux vérins des inverseurs à portes munis d'un système de verrouillage interne actionné par une tige en translation. En vue de raccourcir la distance d'arrêt d'un avion ou pour accroître la sécurité lors d'un freinage sur piste humide ou glacée, il est connu d'utiliser un inverseur de jet produisant une poussée de freinage. Dans les turboréacteurs à double flux comprenant un canal primaire de circulation des gaz dits de flux chaud constituant une veine principale d'éjection et un canal annulaire, coaxial au canal primaire, o circulent des gaz dits de flux froid, à la sortie par exemple d'une soufflante située à l'entrée du turboréacteur, et constituant une veine secondaire d'éjection, particulièrement lorsque le taux de dilution est élevé, l'inversion de poussée met en oeuvre principalement ou uniquement la dérivation du flux secondaire froid.30 La figure 1 des dessins joints montre un exemple connu de réalisation d'un inverseur de poussée de ce type composé de trois parties principales, une partie fixe 1, située en amont, dans le prolongement de la paroi externe du canal de flux secondaire qui est délimité intérieurement par l'enveloppe de structure centrale du turboréacteur, une partie mobile 2 et une virole arrière fixe 3. La partie fixe amont 1 comprend un panneau externe 4 de nacelle, 2 2706536 un panneau interne 5 limitant extérieurement la veine du flux secondaire et un cadre avant 6 qui assure la jonction des panneaux 4 et 5. Le cadre 6 sert également de support au dispositif de commande des déplacements de la partie mobile 2 5 qui est essentiellement composée d'un certain nombre d'éléments déplaçables, ou obstacles communément appelés portes 7, ce nombre pouvant varier en fonction des applications particulières, par exemple deux, trois ou quatre portes 7 formant un ensemble annulaire, éventuellement en10 coopération avec une partie fixe, selon le mode de montage de l'ensemble de propulsion constitué par le turboréacteur sur l'avion. La figure 2 montre, selon une vue schématique partielle en perspective un exemple d'application d'un tel inverseur de poussée à un turboréacteur à double flux, l'inverseur comportant dans ce cas quatres portes 7 dont deux sont visibles sur la figure 2 et sont montrées ouvertes, correspondant à un fonctionnement en inversion de poussée.20 Chaque porte 7 est associée à un moyen de commande des déplacements tel qu'un vérin 7a. Des exemples de réalisation de ce type d'inverseur de poussée de turboréacteur à portes basculantes sont décrits notamment25 par FR-A-2 618 853, FR-A-2 618 852, FR-A-2 621 082, FR-A-2 627 807, FR-A-2 634 251, FR-A-2 638 207 et FR-A-2 651 021 dont est titulaire la société HISPANO SUIZA. On connaît par ailleurs les problèmes graves que pose un déplacement intempestif de la partie mobile d'un inverseur de poussée entraînant notamment un enclenchement accidentel de l'inversion. Plusieurs dispositions pour éviter des risques d'accident ont été prévues sur les matériels existants. Notamment, les portes d'inverseur de poussée sont munies, d'une part, d'un verrou mécanique appelé verrou primaire sur la structure de support et, d'autre part, d'un autre verrou mécanique appelé verrou secondaire placé au niveau du vérin 3 2706536 de commande qui sert à prévenir le déploiement de la porte en cas de rupture du système normal de verrouillage primaire. Cependant, dans le cas o le système de verrouillage interne (verrou secondaire) est actionné par une tige en translation, un mode de panne possible est le blocage de la tige en position haute. La fonction du verrou secondaire est alors perdue, ce qui est particulièrement gênant car cette panne n'est pas apparente. La double sécurité est donc insuffisante10 pour éviter tout risque et se garantir contre des pannes simultanées des deux verrous. Pour se garantir contre des pannes concomitantes, il est connu de rajouter une sécurité supplémentaire interdisant le15 déploiement de la porte d'inverseur en bloquant tout mouvement du piston du vérin de commande lorsque la position de fonctionnement est en poussée directe. Un exemple de réalisation de ce troisième système de sécurité est décrit dans EP-A1-0 524 875 déposé au nom de la Société SNECMA. Cependant un tel système est complexe et nécessite l'utilisation de moyens complémentaires pour protéger certaines parties du système hydraulique de commande de l'inverseur de poussée contre les surpressions. Par ailleurs, ce troisième système de sécurité, de même que le système de25 verrouillage interne, peut lui- même présenter des pannes qui resteront cachées. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients des inverseurs de poussée connus et de proposer un vérin d'inverseur de poussée comportant des moyens permettant de détecter la panne du système de verrouillage30 secondaire dès que cette panne intervient, c'est à dire lors de l'utilisation normale de l'inverseur de poussée. Pour cela le vérin comporte un dispositif interne disposé dans la tête du vérin et associé à la tige de commande du35 verrou secondaire. Lorsque la tige de commande du verrou est bloquée en position haute, le dispositif interne interdit la 4 2706536 phase de rétraction du vérin et la fermeture des portes de l'inverseur de poussée. Les portes d'un inverseur de poussée étant toujours munies de détecteurs de position, la détection de la panne de la tige de commande du verrou secondaire est effectuée par la détection de l'ouverture des portes de l'inverseur (la détection visuelle est aussi évidente). Selon l'invention, le vérin d'inverseur de poussée de turboréacteur comportant un dispositif de verrouillage interne actionné par une tige de commande en translation armée par un ressort de rappel et percée d'un canal pour l'admission d'un fluide hydraulique sous haute pression dans15 une phase de rétraction du vérin et pour l'échappement du fluide hydraulique sous basse pression dans une phase de déploiement du vérin, est caractérisé en ce que le vérin comporte en amont du ressort de rappel: - un clapet anti-retour au travers duquel est effectué l'échappement du fluide sous basse pression, - une prolonge de la tige de commande percée d'un canal prolongeant le canal de la tige, dans lequel est disposé le clapet anti-retour, la prolonge comportant, entre le clapet et le ressort, des lumières latérales pour l'admission du fluide sous haute pression, un tube fixe coaxial de la prolonge dans lequel coulisse la prolonge, le tube obturant les lumières latérales lorsque la tige est dans une position haute et dégageant les lumières latérales lorsque la tige est dans une position basse. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la suite de la description donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées qui représentent: 2706536 - la figure 1, un exemple connu d'un inverseur de poussée à portes; - la figure 2, une vue schématique partielle en perspective d'un exemple d'application d'un inverseur de poussée à un turboréacteur à double flux; - la figure 3, un schéma d'un vérin hydraulique de commande des déplacements d'une porte d'inverseur de poussée, dans une position rétractée, selon l'art antérieur; - la figure 4, un schéma d'une tête de vérin hydraulique munie d'un dispositif de la panne de la tige de commande du verrou secondaire, selon l'invention; la figure 4a, dans une15 phase o le vérin est rétracté et verrouillé; la figure 4b, dans une phase de déploiement; la figure 4c, dans une phase de rétraction; la figure 4d, dans une phase o la rétraction est impossible. En référence à la figure 3 se rapportant à un vérin20 hydraulique selon l'art antérieur et développé par la Société ABEX NATIONAL WATERLIFT (USA), le vérin comporte un corps cylindrique 10 dans lequel est logé un piston 11 séparant le cylindre en deux chambres 25 et 26. Le piston est monté coulissant axialement dans le corps cylindrique 10 et25 comporte un fond 12 et une tige 13. Sur la face 14 du fond 12 est monté un organe de verrouillage comportant des ancres de verrouillage 15 et actionné par une tige de commande 16 en translation. La paroi interne du corps cylindrique 10 comporte des ergots de retenue 17 sur lesquels viennent s'accrocher les ancres de verrouillage 15 lorsque le vérin est dans une position rétractée. La tige de commande 16 est montée dans la tête du vérin, vient vers l'arrière dans l'axe du corps cylindrique,35 et traverse le fond 12 du piston par une ouverture 18, pour se terminer à l'intérieur de la tige 13 du piston. La tige de commande 16 est armée par un ressort 19 qui la maintient dans une position de verrouillage, et comporte un bouton d'accrochage 20 de forme conique destiné à maintenir les 6 2706536 ancres 15 dans leur position de verrouillage, c'est à dire accrochées sur les ergots de retenue 17. La tige de commande 16 est percée d'un canal 21 avec un orifice de sortie 22 en son extrémité située à l'intérieur de la tige 13 du piston 11. En outre, la tige 13 du piston comporte des perçages 23. L'amenée et l'échappement de fluide hydraulique dans le cylindre du vérin s'effectuent par l'intermédiaire du canal 21 et par l'intermédiaire d'un10 conduit 24 qui débouche dans la chambre 25 opposée à la tige 13 du piston 11. Lorsque le conduit 21 est relié à une source de fluide hydraulique sous pression, tandis que le conduit 24 est à l'échappement (situation représentée sur la figure 3), la pression s'établit à l'intérieur de la tige 13 du piston15 et à travers les perçages 23, à l'intérieur de la chambre 26 située du côté de la tige 13 du piston. La haute pression agit sur le piston de manière à ce qu'il se rétracte jusqu'à la position de la figure 3. Dans ces conditions, avec ou sans haute pression, les ancres de verrouillage 15 sont en prise20 avec les ergots de retenue 17 et maintenues dans cette position de verrouillage par le bouton d'accrochage 20 de la tige de commande 16, elle-même maintenue en position basse par le ressort 19. Le vérin étant rétracté, les portes de l'inverseur de poussée sont fermées, ce qui correspond à un fonctionnement en poussée directe. Pour déployer le vérin et ouvrir les portes de l'inverseur de poussée, le liquide hydraulique est injecté par l'intermédiaire du conduit 24 dans la chambre 25 du vérin. Le30 fluide sous pression agit sur la tige de commande 16 qui s'escamote en comprimant le ressort 19 et libère ainsi les ancres de verrouillage 15. Sous l'action de la haute pression le vérin peut alors se déployer, ce qui provoque l'ouverture des portes de l'inverseur de poussée permettant l'inversion35 de jet. Lorsque la pression hydraulique n'alimente plus la chambre 25 du vérin, le ressort 19 ramène la tige de commande 16 en position basse. Le verrouillage du vérin s'effectue en fin de course par l'action des ancres 15 sur 7 2706536 la tige de commande. Dans le cas o la tige de commande reste bloquée en position haute, le vérin continue à fonctionner normalement et rien ne permet de détecter la panne. La figure 4 représente un schéma d'une tête de vérin hydraulique munie d'un dispositif de détection de la panne de la tige de commande du verrou secondaire, selon l'invention. Pour rendre la panne de la tige de commande 16 apparente, le vérin comporte des moyens supplémentaires disposés en amont du ressort de rappel 19. La figure 4a représente la tête du vérin dans une phase o le vérin est rétracté et verrouillé. Dans la tête du vérin, en amont du ressort 19, la tige de commande 16 du verrou secondaire est prolongée et débouche dans une chambre 27. La prolonge 28 de la tige est équipée de lumières latérales 29 et est munie en son extrémité d'un20 clapet anti-retour 30 disposé à l'intérieur du canal 34 de la prolonge. A l'extérieur de la prolonge de la tige, entre son extrémité et les lumières latérales, est disposé un tube fixe 31 coaxial de la prolonge de la tige et comportant à sa base un socle 32 percé de trous 33. La figure 4b représente la tête du vérin dans une phase de déploiement. Lors du déploiement du vérin, le liquide hydraulique est injecté sous haute pression par l'intermédiaire du conduit 24 dans la chambre 25. La pression30 dans la chambre 25 fait remonter la tige de commande. Les lumières latérales 29 de la prolonge de la tige sont alors obturées par le tube 31 et le fluide est chassé à travers le clapet 30. La figure 4c représente la tête du vérin dans une phase de rétraction. 8 2706536 Pendant la rétraction du vérin, le liquide hydraulique sous haute pression est injecté par une ouverture 35 dans la chambre 27. Les lumières latérales 29 de la prolonge de la tige sont alors dégagées et le débit de fluide passe par les 5 trous 33 et par les lumières latérales 29 avant d'être admis dans le canal 21. La figure 4d représente la tête de vérin dans une phase o la rétraction est impossible.10 Lorsqu'après une phase de déploiement du vérin, correspondant à un fonctionnement en poussée inverse (fonctionnement normal de l'inverseur de poussée), la tige de commande reste coincée en position haute, la phase de rétraction du vérin ne peut15 plus avoir lieu. En effet, le fluide sous haute pression injecté dans la cavité 27 ne peut plus être admis dans le canal 21 puisque les lumières latérales 29 sont obturées par le tube 31 et que le clapet anti-retour 30 est fermé. Dans ce cas, le vérin ne pouvant pas se rétracter, les portes de20 l'inverseur de poussée ne peuvent pas se refermer. La position des portes d'un inverseur de poussée étant toujours surveillée par des détecteurs de position placés sur ces portes, la panne de la tige de commande du verrou25 secondaire peut alors être détectée par la détection de la position des portes de l'inverseur. 9 2706536 REVENDICATIONS 1. Vérin d'inverseur de poussée de turboréacteur comportant un dispositif de verrouillage interne actionné par une tige de commande en translation armée par un ressort de rappel et percée d'un canal pour l'admission d'un fluide hydraulique sous haute pression dans une phase de rétraction du vérin et pour l'échappement du fluide hydraulique sous basse pression dans une phase de déploiement du vérin, caractérisé en ce que le vérin comporte en amont du ressort de rappel: - un clapet anti-retour (30) au travers duquel est effectué l'échappement du fluide sous basse pression, - une prolonge (28) de la tige de commande (16) percée d'un canal (34), prolongeant le canal (21) de la tige (16), dans lequel est disposé le clapet anti-retour (30), la prolonge (28) comportant, entre le clapet (30) et le ressort (19), des lumières latérales (29) pour l'admission du fluide sous haute pression, - un tube fixe (31) coaxial de la prolonge (28), dans lequel coulisse la prolonge, le tube (31) obturant les lumières latérales (29) lorsque la tige (16) est dans une position haute et dégageant les lumières latérales (29) lorsque la tige (16) est dans une position basse.