Brevet FR2721977A1 — publié le 19960105

DESCRIPTION La présente invention concerne un inverseur de poussée de turboréacteur à double flux. 5 Dans ce type de turboréacteur comprenant un canal primaire de circulation des gaz dits de flux chaud constituant une veine d'éjection et un canal annulaire, coaxial au canal primaire, o circulent des gaz dits de flux froid, à la sortie par10 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 déviation du flux secondaire froid.15 Il est connu dans ces applications d'utiliser des éléments déplaçables ou obstacles susceptibles en position déployée de former un ensemble annulaire qui obture ledit canal secondaire de manière à dévier le flux secondaire, en20 procurant une inversion de poussée. Lors du fonctionnement en poussée directe, par contre, lesdits obstacles doivent être rétractés et escamotés pour dégager la circulation du flux secondaire dans le canal secondaire. Dans certains types connus d'inverseurs de poussée, lesdits obstacles sont ainsi25 escamotés dans la paroi radialement externe du canal secondaire. D'autres solutions, notamment applicables lorsque les taux de dilution sont élevés, et lorsque la paroi radialement externe30 du canal secondaire est plus courte que la paroi radialement interne dudit canal secondaire, prévoient d'escamoter lesdits obstacles au niveau de la paroi radialement interne du canal secondaire. Cette solution permet d'éviter d'augmenter l'encombrement (diamètre extérieur) du moteur, d'obtenir une35 efficacité assurant les performances requises d'inversion, d'assurer également, en fonctionnement de poussée directe, une paroi interne aérodynamiquement continue sans introduire 2 2721977 de perturbations dommageables dans les écoulements tout en obtenant une masse réduite de l'ensemble et une simplicité facilitant la réalisation et la maintenance. US-A-3 280 561 et FR-A-2 625 261 décrivent des solutions de ce type. Les éléments déplaçables ou obstacles sont dans ce cas montés sur la structure fixe entourant la génératrice de gaz du moteur au moyen de pivots fixes. L'articulation de pivotement des obstacles peut être placée du côté aval mais10 dans ce cas, le déplacement de l'obstacle amène une position d'obstruction du canal secondaire gênante pour le fonctionnement du moteur. Des problèmes de sécurité subsistent du fait que les obstacles ne sont pas auto- fermants. Dans le cas o l'articulation est placée du côté15 amont, la déviation du jet est obtenue par la face externe des obstacles, ce qui ne permet pas une optimisation de formes adaptée à la fois à la déviation et au jet direct. Un autre inconvénient majeur dans ce cas tient à la nécessité de prévoir un becquet ou déflecteur escamotable à l'extrémité20 d'obstacle qui doit être assez développé pour assurer l'efficacité et est soumis à des efforts importants. Un inverseur de poussée de turboréacteur à double flux conforme à l'invention et permettant d'obtenir les résultats25 rappelés ci-dessus sans encourir les inconvénients des solutions connues antérieures est caractérisé en ce que chaque élément déplaçable est maintenu dans la position de jet direct et est guidé lors des déplacements et lors du fonctionnement en inversion de poussée par deux bielles avant30 et par deux bielles arrière formant une cinématique de type parallélogramme déformable, lesdites bielles ayant une extrémité articulée sur ledit élément déplaçable et l'autre extrémité articulée sur la structure fixe de capot primaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux 3 2721977 dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre, selon une vue schématique en perspective, un turboréacteur à double flux associé à un inverseur de poussée conforme à l'invention et représenté dans une configuration d'inversion de poussée; - la figure 2 montre, selon une vue partielle analogue à celle de la figure 1, une partie écorchée représentant la réalisation détaillée du système de commande de l'inverseur de poussée représenté sur la figure 1; - la figure 3 représente le turboréacteur et l'inverseur de poussée de la figure 1 selon une vue schématique à partir de l'avant du turboréacteur; - la figure 4 représente, selon une demi vue schématique partielle en section par un plan passant par l'axe longitudinal du turboréacteur et de l'inverseur de poussée et20 par le milieu de l'élément déplaçable suivant la ligne IV-IV de la figure 3, l'inverseur de poussée des figures 1 à 3, dans une configuration de jet direct et en traits fins dans une configuration d'inversion de poussée; - la figure 5 représente, selon une vue en section par un plan transversal suivant la ligne V-V de la figure 4, l'inverseur de poussée des figures 1 à 4; - la figure 6 représente, selon une vue en section par un plan transversal suivant la ligne VI-VI de la figure 4, l'inverseur de poussée des figures 1 à 5; - la figure 7 représente, selon une vue en section par un plan transversal suivant la ligne VII- VII de la figure 4, l'inverseur de poussée des figures 1 à 6; - la figure 8 représente, selon une demi-vue schématique 4 2721977 partielle analogue à celle de la figure 4, une variante de l'inverseur de poussée des figures 1 à 7 dans une configuration intermédiaire entre le jet direct et l'inversion de pousse.- 5 - la figure 9 représente selon une demi-vue schématique analogue à celle de la figure 4 l'inverseur de poussée représenté sur la figure 8 dans une configuration de jet direct.10 La figure 1 montre un exemple de turboréacteur à double flux d'un type à flux séparés dans lequel la paroi extérieure 1 du canal 22 de flux secondaire dont l'extrémité aval 2 constitue le bord de fuite de la tuyère de soufflante est courte et15 correspond à une solution de montage sur avion dite à nacelle courte. De ce fait, cette définition n'est pas adaptée à l'installation d'un inverseur de poussée comportant des grilles ou des portes intégrées dans la paroi extérieure du canal de flux secondaire. Un inverseur de poussée conforme à20 l'invention est installé en conséquence, comme schématiquement représenté sur la figure 1, en aval dudit canal 22 de flux secondaire, au-delà dudit bord de fuite 2 et comporte des éléments déplaçables ou obstacles 3, montés sur le capot primaire 4 du turboréacteur et susceptibles, dans la25 position déployée représentée sur la figure 1, de dévier vers l'avant le flux secondaire, de manière à créer une inversion de poussée ou contre-poussée. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, les obstacles ou éléments déplaçables 3 sont au nombre de quatre mais suivant les30 applications un nombre différent d'obstacles peut être prévu. Chaque obstacle 3 comporte un panneau principal 5 dont la surface radialement externe, dans la position rétractée correspondant au fonctionnement en jet direct telle que représentée sur la figure 4, se raccorde sur ses bords avec35 la surface du capot primaire 4 du turboréacteur, évitant ainsi notamment toute perturbation aérodynamique du flux secondaire sortant du canal secondaire 22. 2721977 Les figures 2 à 7 montrent les particularités remarquables de réalisation du système de commande des déplacements des obstacles 3 de l'inverseur de poussée, conformément à l'invention. Dans l'exemple représenté, chaque obstacle ou 5 élément déplaçable 3 de l'inverseur est maintenu en place dans la position de jet direct ou est guidé lors des déplacements et lors du fonctionnement en inversion de poussée, d'une part, au moyen de deux bielles avant 6 et d'autre part, au moyen de deux bielles arrière 7.10 La structure fixe du capot primaire 4 du turboréacteur porte des articulations fixes 8 et 9 sur lesquelles sont articulées respectivement les extrémités 10 et 11 desdites bielles 6 et 7. Les autres extrémités 12 et 13 respectivement des bielles 6 et 7 sont articulées au niveau de l'élément déplaçable 3. Un vérin 14 est également fixé de manière articulée sur ladite structure fixe de capot primaire 4 en 15 et l'extrémité 16 de la tige dudit vérin 14 est reliée de manière articulée à l'élément déplaçable 3. La figure 420 montre les deux positions extrêmes des articulations déplaçables passant de la configuration de jet direct en 12, 13 et 16 à la configuration d'inversion de poussée en 12a, 13a, 16a, l'obstacle ayant la position représentée en 3a dans ce cas et le vérin la position 14a. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, le pivot fixe 15 du vérin 14 de commande d'obstacle est disposé en amont dudit obstacle 3 et dans la configuration de jet direct, le vérin 14 est placé en partie en-dessous de l'obstacle 3. La disposition adoptée dans ce cas montre que le vérin ne crée pas de perturbation dans le flux lors du fonctionnement en inversion de poussée, car dans la position 14a, il n'y a pas d'interférence, comme cela apparait sur la figure 4.35 D'autres dispositions peuvent cependant être adoptées. Notamment le pivot d'articulation du vérin sur la structure fixe peut être placé en aval de l'obstacle. La figure 9 montre un tel exemple de réalisation montrant un vérin de commande 114 disposé en aval de l'obstacle 103 et ses 6 2721977 articulations 115 sur la structure fixe du capot primaire 104 et 116 sur l'obstacle 103 ainsi que la disposition correspondante des bielles avant 106 et des bielles arrière 107. La figure 5 montre pour l'exemple de réalisation représentée sur les figures 1 à 4 les détails de réalisation de supports d'articulations fixes 9 des bielles arrières 7, fixées sur la structure fixe de capot primaire 4 et des articulations 17 solidaires de l'obstacle 3. De manière analogue, les supports10 d'articulations fixes 8 des bielles avant 6, fixées sur la structure fixe de capot primaire 4 et les articulations 18 solidaires de l'obstacle 3 sont représentées sur la figure 6. De même, la figure 7 montre les supports d'articulation 15 sur la structure fixe de capot primaire et 16 sur l'obstacle15 3, correspondant au vérin de commande 14. La structure fixe de capot primaire 4 peut être constituée, de manière connue en soi, par deux demi-structures qui peuvent être articulées au niveau de leur fixation sur le mât20 21 de montage sur l'avion, schématisé sur les figures 3 et 5 à 7, et ouvrantes à l'opposé, la fermeture étant assurée par un système de verrouillage, connu en soi et qui n'a pas été représenté sur les dessins. De manière connue en soi, chaque obstacle 13 est muni à son extrémité d'un déflecteur 19 ainsi que d'une paroi interne 20 à profil optimisé, de manière à assurer les performances recherchées lors du fonctionnement en inversion de poussée. Les conditions de fonctionnement correspondant au jet direct d'une part et à l'inversion de poussée d'autre part ressortent suffisamment de la description de l'inversion de poussée qui a été faite en référence aux figures 1 à 7 et ne seront pas détaillées davantage. On note toutefois un35 avantage important résultant des dispositions remarquables de l'invention concernant le montage des obstacles ou éléments déplaçable 3 au moyen des bielles avant et arrière 7. En effet, durant la période de transit, lors du passage du fonctionnement en jet direct au fonctionnement en inversion 7 2721977 de poussée, les obstacles 3 commencent par se soulever de la structure fixe 4, en ménageant un passage sous lesdits obstacles 3, entre les obstacles 3 et la structure fixe 4. Une obstruction excessive du passage du flux secondaire qui 5 entrainerait des phénomènes de pompage du turboréacteur est ainsi évitée. L'exemple de réalisation représenté sur la figure 8 montre ainsi l'espace 22 créé avant que l'obstacle 103 n'atteigne sa position de fin de course et permettant un passage de flux alors que les bielles avant 106 arrivent à leur point mort en 106a, tandis que les bielles arrière 107 continuent le déplacement de l'obstacle 103 pour venir fermer l'espace 22 créé entre la structure fixe 104 et la face interne de l'obstacle 103 lorsque l'obstacle 103 prend sa position d'inversion de poussée en laissant un espace15 suffisant entre sa face interne et le bord de fuite 102 de la paroi extérieure 101 du canal de flux secondaire 122. L'invention permet également de conserver un système de commande simple. En outre, la position adoptée pour les20 biellettes de maintien des obstacles est telle que les obstacles sont auto-fermants et tendent à se refermer en cas d'une ouverture intempestive. Par ailleurs, une optimisation du pilotage des nappes du flux inversé est obtenue en adaptant la cinématique de chaque obstacle, différente de l'un à l'autre, pour obtenir les résultats recherchés. Ce résultat est par exemple obtenu grâce à des longueurs de bielles différentes. REVENDICATIONS 1. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux comportant des éléments déplaçables (3; 103 susceptibles, en position déployée, de constituer des obstacles (3; 103) formant un ensemble annulaire de déviation du flux secondaire procurant une inversion de poussée et en position rétractée, correspondant à un fonctionnement en poussée directe du10 turboréacteur, de s'intégrer dans la paroi de capot primaire (4; 104) du turboréacteur, en aval du canal annulaire (22; 122) d'ejection dudit flux secondaire, chaque élément déplaçable (3; 103) étant associé à au moins un vérin (14; 114) de commande des déplacements, fixé de manière articulée sur la structure fixe de capot primaire (4; 104) caractérisé en ce que chaque élément déplaçable (3; 103) est maintenu dans la position de jet direct et est guidé lors des déplacements et lors du fonctionnement en inversion de poussée par deux bielles avant (6; 106) et par deux bielles20 arrière (7;107) formant une cinématique de type parallélogramme déformable, lesdites bielles (6,7; 106,107) ayant une extrémité (12, 13) articulée sur ledit élément déplaçable (3; 103) et l'autre extrémité (10, 11) articulée sur la structure fixe de capot primaire (4; 104).25 2. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon la revendication 1 dans lequel ledit vérin (14; 114) de commande, la position des articulations (10,11,12,13) de bielle et les longueurs des bielles (6,7; 106, 107) sont30 disposées de manière que durant la période de transit entre la configuration de jet direct et la configuration d'inversion de poussée, un espace (22) est ouvert entre la face interne de l'obstacle (3; 103) et la structure fixe de capot primaire (4; 104), ménageant un passage d'une partie du35 flux éjecté par le canal secondaire (22; 122). 3. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel les obstacles (3, 9 2721977 103), les vérins de commande (4; 104) et les bielles (6,7; 106, 107) de maintien et guidage des obstacles sont montés sur deux demi-structures fixes de capot primaire, chacune susceptible d'être ouverte au moyen d'une articulation la 5 reliant au mât (21) de montage sur l'avion. 4. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel une disposition et des longueurs de bielles (6, 7; 106, 107) différentes d'un10 obstacle (3; 103) à l'autre permettent d'obtenir un pilotage optimisé des nappes du flux inversé lors du fonctionnement en inversion de poussée.