Brevet FR2717860A1 — publié le 19950929

INVERSEUR DE POUSSEE DOTE D'AU MOINS UNE PORTE BASCULANTE, POUR MOTEUR A REACTION, NOTAMMENT D'AERONEF, ET MOTEUR A REACTION EQUIPE DE CET INVERSEUR DE POUSSEE. L'invention concerne un inverseur de poussée doté d'au moins une porte basculante, pour moteur à réaction notamment d'aéronef. Elle s'étend à un moteur à réaction équipé de cet inverseur de poussée. Les inverseurs de poussée pour moteur à réaction sont utilisés pour raccourcir la distance d'arrêt lors du freinage d'un aéronef, par une inversion de la direction du jet gazeux délivré par le moteur, qui produit une poussée inverse de freinage. De façon classique, ces inverseurs de poussée comportent au moins une porte disposée dans le prolongement de la tuyère et montée pivotante autour d'un axe transversal, chacune desdites portes étant associée à des moyens de pivotement agencés pour la faire pivoter entre deux positions extrêmes: une position repliée o chaque porte se profile extérieurement avec le carénage du moteur, et forme intérieurement la continuité de la tuyère, et une position déployée o chaque porte vient intercepter le jet gazeux sortant de la tuyère, participant alors activement au freinage de l'aéronef par inversion dudit jet gazeux. De tels inverseurs de poussée, notamment décrits dans le brevet FR 2 348 371, fournissent toute satisfaction en ce qui concerne leur fiabilité et leurs performances dans la phase de freinage de l'aéronef. Par contre, ils présentent un inconvénient majeur dans la phase vol de l'aéronef, du fait que ces inverseurs de poussée engendrent une traînée aérodynamique supplémentaire due à l'épaisseur importante de la surface de culot du bord de fuite de chaque porte, qui conduit à une perte de poussee interne. A l'heure actuelle deux solutions ont été proposees pour pallier cet inconvénient et réduire l'épaisseur de la surface de culot. La première solution, décrite notamment dans les brevets FR 2 638 783 et US 5 176 340, consiste à équiper l'inverseur de poussée de volets escamotables agencés de façon à se positionner dans le prolongement des portes, dans la position repliée de celles-ci, et à assurer la continuité des faces interne et externe desdites portes. De tels volets dont l'épaisseur est décroissante de leur extrémité amont vers leur extrémité aval, permettent d'obtenir un bord de fuite d'épaisseur réduite abaissant de façon notable la traînée aérodynamique. Toutefois, cet avantage est obtenu moyennant l'adjonction de volets mobiles dont les moyens d'actionnement augmentent de façon notable la complexité mécanique de l'inverseur de poussée. La deuxième solution, décrite notamment dans le brevet FR 2 601 077, a consisté à prolonger la nacelle au-delà des portes basculantes, de sorte que lesdites portes soient disposées dans une position intermédiaire de la longueur de ladite nacelle et n'influent en rien la forme et l'épaisseur du bord de fuite. Toutefois, une telle solution, d'une part, nécessite d'allonger la nacelle et donc conduit à l'ajout d'une masse additionnelle, et d'autre part, conduit à une limitation géométrique des portes basculantes, et donc à une diminution de l'effet de freinage de ces dernières. La présente invention vise à pallier les inconvénients ci-dessus mentionnés et a pour principal objectif de fournir une solution permettant de réduire de façon très simple l'épaisseur de la surface de culot des inverseurs de poussée a une valeur minimale sensiblement constante, sans nécessiter un ajout de pièces mécaniques et/ou de masse additionnelle. A cet effet, l'invention vise un inverseur de poussée pour moteur à réaction, notamment d'aéronef, comprenant une tuyère prolongée par des flasques, et un carénage recouvrant la tuyère et les flasques, ledit inverseur de poussee comportant: - au moins une porte dotée d'une face d'extrémité arrière présentant un bord de fuite s'étendant selon un plan oblique par rapport à l'axe longitudinal de cette porte, chacune desdites portes étant disposée dans le prolongement de la tuyère et portée par des pièces de liaison articulées autour de pivots fixes transversaux solidarisés aux flasques, vers l'extrémité arrière de ces derniers, - des moyens de pivotement de chaque porte agencés pour la faire pivoter entre deux positions extremes: 10. une position repliée o chaque porte s'étend dans le prolongement de la tuyère de façon à se profiler extérieurement avec le carénage, et à former intérieurement, avec les flasques, la continuité de la tuyère, une position déployée o chaque porte est disposée de façon que sa face arrière soit sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du moteur. Selon l'invention, cet inverseur de poussée se caractérise en ce que: chaque pièce de liaison comporte un noeud structural solidarisé à la porte correspondante, déporté vers l'avant par rapport à un plan transversal passant par l'axe d'articulation et orthogonal à l'axe longitudinal de la porte, - le carénage s'étend jusqu'à l'extrémité arrière des flasques, ledit carénage et chaque porte étant agencés, d'une part, pour recouvrir totalement les flasques dans la position repliée de ladite porte, et d'autre part, pour permettre d'amener chaque porte dans sa position déployée sans interférence entre lesdits carénage et porte. L'invention a donc consisté à réaliser des pièces de liaison conçues pour libérer entièrement l'espace compris entre les flasques et le carénage, à l'arrière des pivots d'articulation, et à prolonger le carénage jusqu'a l'extrémité arrière des flasques, en concevant ce carenage et chaque porte de façon qu'ils recouvrent entièrement lesdits flasques dans la position repliée de chacune des portes. Une telle solution permet, de façon très simple et sans ajout de pièces ou de poids de réaliser une surface de culot sensiblement identique à celle que présenterait un moteur à réaction de mêmes caractéristiques dépourvu d'inverseur de poussée. En outre, et de façon non évidente, cette disposition des pièces de liaison non seulement ne nuit en rien à la tenue mécanique desdites pièces de liaison dans les cas de sollicitations extrêmes (portes déployées), mais au contraire, elle s'avère favorable à une reprise la plus directe possible des efforts de poussee inverse. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'inverseur de poussée comprend des moyens de liaison reliant chaque flasque et le carénage, à l'arrière des pivots d'articulation. Une telle disposition permet de rigidifier l'extrémité des flasques qui se trouve liée mécaniquement au carénage, et non plus libre de toute liaison tel que réalisé actuellement. De plus, le carénage comprend, avantageusement, au droit de chaque flasque, un tronçon fixe s'étendant à l'arrière des pivots d'articulation et un tronçon amovible s'étendant à l'avant desdits pivots. Le tronçon amovible du carénage constitue un "capot" permettant d'accéder à la structure de pivotement de chaque porte en vue d'opérations de maintenance..., tandis que le tronçon fixe est structural, c'est-à-dire qu'il forme une partie de la structure prise en compte en vue de la reprise des efforts. Par ailleurs, selon une autre caractéristique de l'invention, chaque pièce de liaison comprend un bras de liaison entre le noeud structural et l'axe d'articulation, incliné vers l'avant d'un angle adapté pour que l'axe longitudinal dudit bras coïncide avec la direction de la résultante des forces appliquées sur les pivots dans la position déployée de la porte correspondante. Une telle disposition, autorisée grâce à la conception selon l'invention des pièces de liaison, permet d'obtenir un cheminement optimal des efforts dans le cas de charge extrême en termes d'efforts (portes déployées) et conduit à la réalisation de pièces de liaison dont la masse est optimale. En outre, selon un mode de réalisation préférentiel, chaque porte comporte des coins arrière présentant une découpe, le carénage présentant, au droit des flasques, une extrémité arrière dotée d'extensions latérales agencées pour se superposer avec les découpes de chaque porte, dans la position repliée de celle-ci. Il est a noter que la présence des extensions latérales du carénage permet également de réduire la longueur de la découpe oblique dans le cas d'un inverseur de poussée doté de deux portes basculantes, permettant d'obtenir une face arrière qui se rapproche du schéma théorique consistant en une face arrière plane. Selon une autre caractéristique de l'invention visant un inverseur de poussée dans lequel les moyens de pivotement comportent un vérin central et des bielles de commande articulées sur ledit vérin et sur les pièces de liaison au niveau du noeud structural de ces dernières, chaque porte comporte un cadre arrière de renfort s'étendant sensiblement dans le prolongement des bielles, dans la position déployée de la porte correspondante. Un tel agencement est adapté pour favoriser la reprise des efforts des bielles commandant le pivotement des portes. L'invention s'étend, en outre, à un moteur à réaction, notamment pour aéronef, équipé d'un inverseur de poussée présentant l'une quelconque des caractéristiques énoncées ci-dessus. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description: - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un moteur à réaction équipé d'un inverseur de poussée conforme à l'invention, doté de deux portes basculantes représentées dans leur position déployée, - la figure 2 est une vue longitudinale du tronçon arrière de ce moteur, dans la position repliée des portes de l'inverseur de poussée, - la figure 3 est une vue longitudinale du tronçon arrière du moteur, dans la position déployée des portes de l'inverseur de poussée, - la figure 4 est une vue en perspective d'une pièce de liaison conforme à l'invention, - la figure 5 est une coupe longitudinale partielle par un plan vertical A de l'extrémité arrière du moteur au droit d'un flasque, - et les figures 6 et 7 sont deux représentations schématiques du tronçon arrière du moteur, en vue longitudinale, respectivement dans les positions repliée et déployée des portes. Le moteur à réaction avec inverseur de poussée représenté à la figure 1 comporte, de façon classique, une tuyère 1 prolongée par deux flasques tels que 2 diamétralement opposés. Le carénage 3 de ce moteur est quant à lui interrompu à distance de l'extrémité arrière de la tuyère 1, et comporte deux bandes de carenage telles que 4 venant dans le prolongement du corps principal de ce carénage de façon à recouvrir chacune un flasque 2. L'inverseur de poussée de ce moteur à reaction comporte quant à lui deux portes 5, 6 montées basculantes autour de pivots transversaux fixes tels que 7 solidaires de l'extrémité arrière des flasques 2. Ces portes 5, 6 de forme générale tronconique sont principalement rigidifiées, de façon classique, au moyen de deux longerons tels que 8 s'étendant le long de leurs bords longitudinaux, et d'un cadre transversal arrière 9 constitués de profils en forme de _Ji, lesdits longerons et cadre transversal étant solidarisés sur des pièces de liaison 10, décrites en détail plus loin, articulées autour des pivots transversaux 7. Chacune de ces portes 5, 6 présente une face arrière Sa, 6a s'étendant selon un plan oblique par rapport à l'axe longitudinal desdites portes et est associée à des moyens de pivotement aptes à les faire pivoter entre deux positions extrêmes: - une position repliée o ces portes 5, 6 s'étendent dans le prolongement du corps de carénage 3, de façon à se profiler extérieurement avec ce corps de carénage 3 et les bandes de carénage 4, et à former intérieurement, avec les flasques 2, la continuité de la tuyère 1. De plus, dans cette position repliée, les faces arrière 5a, 6a des portes 5, 6 délimitent une découpe oblique dont la forme est définie en langue anglaise par une expression dont la traduction littérale est "gueule de poisson". Il est à noter, en outre, que les pivots transversaux 7 sont disposés de façon que l'axe d'articulation de chaque porte 5, 6 soit sécant avec la bissectrice (b) de l'angle délimité par l'axe longitudinal (x) du moteur et la face arrière 5a, 6a de ladite porte, dans la position repliée de cette dernière (cf. figure 6); - une position déployée o les portes 5, 6 sont en butée l'une contre l'autre, et sont disposées de façon à intercepter et à inverser le jet gazeux sortant de la tuyère 1. Les moyens de pivotement de ces portes 5, 6 comportent, au niveau de chaque flasque 2, un vérin central disposé longitudinalement entre ledit flasque 2 et la bande de carénage 4 correspondante (ce vérin étant masqué à la figure 1 par la bande de carénage associée), et deux bielles telles que 11 articulées sur le vérin central et chacune sur une pièce de liaison 10. Les éléments principaux constitutifs de l'inverseur de poussee et du moteur a reaction ayant été décrits, les particularités de ces derniers relatives à l'invention objet de la présente demande sont définies ci- apres. En premier lieu, chaque pièce de liaison 10 présente une forme adaptée pour que ladite pièce de liaison soit entièrement déportée vers l'avant par rapport à un plan transversal (T) passant par l'axe d'articulation de la porte 5, 6 correspondante et orthogonal à l'axe longitudinal (x) du moteur (en considérant la porte dans sa position repliée et tel que représenté à la figure 6). Cette forme des pièces de liaison a pour avantage essentiel de libérer complètement la base arrière des portes 5, 6. Tel que représenté à la figure 4, chaque pièce de liaison 10 comporte un noeud structural 12 destiné à l'éclissage d'un longeron 8 et d'une des extrémités du cadre arrière 9, et un bras incliné 13 doté vers son extrémité d'un orifice 13a apte à loger un pivot d'articulation 7. Chaque pièce de liaison 10 comporte, en outre, un oeillet 14 disposé dans le prolongement inférieur du noeud structural 12. Ce noeud structural 12 présente une face dotée d'une zone avant d'éclissage 15 de section conjuguée de celle des longerons 8, apte à loger l'extrémité d'un desdits longerons et à permettre sa fixation. Ce noeud structural 12 présente une face opposée comportant deux ailettes parallèles, telles que 16, agencees pour être coiffées par l'extrémité du cadre arrière 9 et permettre la fixation de ce cadre sur la face en regard du noeud structural 12. Par ailleurs, et tel que représenté à la figure 7, le bras 13 de chaque pièce de liaison 10 est incliné d'un angle adapté pour que l'axe longitudinal dudit bras coïncide avec la direction de la résultante F des forces appliquées sur les pivots 7 dans la position déployée des portes 5, 6, de sorte que le cheminement des efforts est optimal dans le cas de charge extrême. En outre, et tel que représenté à la figure 7, l'oeillet 14 est disposé de façon que l'axe longitudinal des bielles 11 soit coaxial avec l'axe de symétrie du cadre arrière 9, dans la position déployée des portes 5, 6, de sorte que, en début de repliement de ces portes, l'effort exercé par les bielles 11 intéresse directement le cadre 9. Cette disposition présente notamment un intérêt lorsqu'on est amené à commander le repliement des portes déployées avant l'arrêt de l'aéronef en vue par exemple d'un redécollage immédiat. En second lieu, les bandes de carénage 4 s'étendent jusqu'à l'extrémité arrière des flasques 2, de sorte que, tel que cela ressort de la figure 5, l'épaisseur du culot au droit de ces flasques 2 est minimale. De plus, tel que représenté à la figure 5, les bandes de carénage 4 et les flasques 2 sont reliées au niveau de leur extrémité arrière par une entretoise de liaison 17 qui rigidifie l'ensemble. Par ailleurs, en vue de permettre le déploiement des portes 5, 6 sans interférence entre les bandes de carénage 4 et lesdites portes, ces dernières comportent des coins arrière présentant une découpe 18 sensiblement à angle droit apte à éviter une interférence en fin de déploiement. Parallèlement, les bandes de carénage 4 présentent, au niveau de leur extrémité arrière, des extensions latérales, telles que 19, de formes adaptées pour obstruer les découpes 18 des portes 5, 6 dans la position repliée de ces dernières. De plus, de telles extensions latérales 19 permettent, tel que représenté à la figure 2, de réduire la profondeur de la découpe oblique dans la position repliée des portes 5, 6, et de se rapprocher ainsi du schéma théorique consistant en une face arrière plane. En dernier lieu, chaque bande de carénage 4 est divisée longitudinalement en deux tronçons: un tronçon avant 4a amovible apte à permettre d'accéder à la structure de pivotement, s'étendant sensiblement jusqu'à l'aplomb des extensions latérales 19, et un tronçon arrière 4b fixe faisant partie intégrante de la structure. REVENDICATIONS 1/ - Inverseur de poussée pour moteur à réaction, notamment d'aéronef, comprenant une tuyère (1) prolongée par des flasques (2), et un carénage (3, 4) recouvrant la tuyère (1) et les flasques (2), ledit inverseur de poussee comportant: - au moins une porte (5, 6) dotée d'une face d'extrémité arrière (5a, 6a) présentant un bord de fuite s'étendant selon un plan oblique par rapport à l'axe longitudinal de cette porte, chacune desdites portes étant disposée dans le prolongement de la tuyère (1) et portée par des pièces de liaison (10) articulées autour de pivots fixes transversaux (7) solidarisés aux flasques (2), vers l'extrémité arrière de ces derniers, - des moyens (11) de pivotement de chaque porte (5, 6) agencés pour la faire pivoter entre deux positions extrêmes: une position repliée o chaque porte (5, 6) s'étend dans le prolongement de la tuyère (1) de façon à se profiler extérieurement avec le carénage (3, 4), et à former intérieurement, avec les flasques (2), la continuité de la tuyère (1), une position déployée o chaque porte (5, 6) est disposée de façon que sa face arrière (5a, 6a) soit sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du moteur (x), ledit inverseur de poussée étant caractérisé en ce que: - chaque pièce de liaison (10) comporte un noeud structural (12) solidarisé à la porte (5, 6) correspondante, déporté vers l'avant par rapport à un plan transversal (T) passant par l'axe d'articulation et orthogonal à l'axe longitudinal de la porte, - le carénage (3, 4) s'étend jusqu'à l'extrémité arrière des flasques (2), ledit carénage et chaque porte (5, 6) étant agencés, d'une part, pour recouvrir totalement les flasques (2) dans la position repliée de ladite porte, et d'autre part, pour permettre d'amener chaque porte (5, 6) dans sa position déployée sans interférence entre lesdits carénage et porte. 2/ - Inverseur de poussée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison (17) reliant chaque flasque (2) et le carénage (3, 4), à l'arrière des pivots d'articulation (7). 3/ - Inverseur de poussée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le carénage (3, 4) comporte, au droit de chaque flasque (2), un tronçon fixe (4b) s'étendant à l'arrière des pivots d'articulation (7) et un tronçon amovible (4a) s'étendant à l'avant desdits pivots. 4/ - Inverseur de poussée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque pièce de liaison (10) comprend un bras (13) de liaison entre le noeud structural (12) et l'axe d'articulation, incliné vers l'avant d'un angle adapté pour que l'axe longitudinal dudit bras coïncide avec la direction de la résultante (F) des forces appliquées sur les pivots (7) dans la position déployée de la porte (5, 6) correspondante. 5/ - Inverseur de poussée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque porte (5, 6) comporte des coins arrière présentant une découpe (18), le carénage (3, 4) présentant, au droit des flasques (2), une extrémité arrière dotée d'extensions latérales (19) agencées pour se superposer avec les découpes (18) de chaque porte (5, 6), dans la position repliée de celle-ci. 6/ - Inverseur de poussée selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de pivotement comportent un vérin central et des bielles de commande (11) articulées sur ledit vérin et sur les pièces de liaison (10) au niveau du noeud structural (12) de ces dernières, ledit inverseur étant caractérisé en ce que chaque porte (5, 6) comporte un cadre arrière de renfort (9) s'étendant sensiblement dans le prolongement des bielles (11), dans la position déployée de la porte correspondante. 7/ - Moteur à reaction, notamment pour aéronef, caract6ris6 en ce qu'il comprend un inverseur de poussée conforme à l'une des revendications précédentes.