Brevet FR2734868A1 — publié le 19961206

La présente invention concerne les ensembles d'inverseur de poussée pour moteur à réaction à double flux du type à portes basculantes. On connaît déjà des inverseurs de ce type dans lesquels les portes sont articulées autour de pivots dans une structure fixe d'un capotage extérieur entourant le moteur, à peu près concentriquement à l'axe longitudinal dudit moteur, ce capotage extérieur délimitant, avec la tuyère d'éjection d'un flux de gaz primaires chauds, un canal annulaire pour la circulation d'un flux de gaz secondaires froids provenant d'une soufflante amont.Dans ce type d'installation, les portes basculantes sont susceptibles de se mouvoir, sous l'action d'un système de commande, entre une position escamotée, dite de "croisière", dans laquelle elles obturent des ouvertures pratiquées dans la structure fixe du capotage, et une position déployée, dite d'inversion de poussée", dans laquelle lesdites portes font saillie radialement vers l'extérieur et obturent le canal annulaire pour dévier le flux de gaz secondaires. Ainsi par exemple, FR-A-2 622 928, déposé le 5 novembre 1987, décrit un système d'inverseurs à portes dans lequel les portes, en position escamotée, constituent l'extrémité aval de la paroi extérieure du canal annulaire, lesdites portes étant articulées sur des poutres longitudinales en porte-à-faux. Ce type d'inverseurs à portes arrière présente l'avantage de permettre un débattement sans obstacle des portes lorsqu'on les actionne et d'assurer, en position déployée des portes, un dégagement maximal de l'ouverture ou puits d'inversion par lequel les gaz secondaires sont déviés. Cela est dû au fait que les axes de pivotement des portes peuvent être placés très près du plan passant par l'axe du moteur. Toutefois, cette disposition a pour conséquence que l'extrémité aval des poutres sur lesquelles sont articulées les portes ne sont pas maintenues rigidement, puisqu'elles sont en porte-à-faux, ce qui, du fait des efforts importants s'exerçant sur cette zone lorsque les portes sont déployées, risque d'entraîner des dysfonctionnements graves, voire une détérioration des structures. Par ailleurs, il est évident qu'une telle solution ne pourrait convenir dans le cas où le débattement vers l'arrière des portes serait limité par les caractéristiques de construction du moteur. Ces inconvénients deviennent particulièrement critiques dans le cas où l'on souhaite disposer d'un inverseur à deux portes seulement. La présente invention propose une solution simple, alliant sécurité améliorée de l'inverseur et économie de conception, dans l'optique d'un inverseur à deux portes. Selon l'invention, un ensemble d'inverseur de poussée à deux portes se caractérise par le fait que - la structure fixe du capotage est constituée d'un avant-corps annulaire situé en amont des portes basculantes, de deux poutres longitudinales symétriques et parallèles à l'axe du moteur, et d'un arrière-corps annulaire situé en aval des portes basculantes et solidaire des poutres longitudinales et de l'avant-corps - et, pour chacune des portes, au moins deux membrures solidaires de la structure fixe du capotage, s'étendent, symétriquement par rapport à un plan passant par l'axe du moteur et la ligne médiane longitudinale des portes, jusqu'à une région située dans la moitié supérieure de la distance séparant l'axe du moteur de la ligne médiane longitudinale de chaque porte, lesdites membrures portant les pivots de portes. Ainsi, par la présence de l'arrière-corps annulaire solidaire de la structure fixe, on obtient une tenue optimale des poutres longitudinales en évitant tout risque de voir les portes se séparer de leurs pivots, ce qui accroît la sécurité. Et, par ailleurs, le fait de remonter les pivots de portes à un niveau inaccoutumé par rapport à l'axe du moteur, permet d'obtenir une ouverture maximale des portes et donc d'assurer une déviation correcte du flux de gaz secondaires. De préférence, selon l'invention, les membrures s'étendent à peu près jusqu'aux deux-tiers de la distance séparant l'axe du moteur de la ligne médiane longitudinale de chaque porte, en partant de l'axe du moteur. Une disposition particulièrement remarquable des pivots, par ce qu'elle fournit une efficacité optimale, est celle dans laquelle ceux-ci sont situés approximativement aux deux-tiers de la distance séparant l'axe du moteur de la ligne médiane longitudinale de la porte, en partant de l'axe du moteur. Toujours selon l'invention, les membrures sont situées dans le même plan que la structure fixe du capotage afin de ne pas gêner la manoeuvre des portes. Les membrures peuvent être solidaires de l'avant-corps annulaire du capotage en s'étendant longitudinalement vers l'arrière-corps ; ou être solidaires des poutres longitudinales de la structure fixe du capotage et, dans ce cas, elles ont une forme courbe pour épouser la courbure dudit capotage. Cependant, selon une forme de réalisation préférée de l'invention, à chacune des portes sont associées deux paires de membrures symétriques par rapport à la ligne médiane longitudinale de la porte, chaque paire de membrures étant constituée d'une première membrure solidaire de l'avant-corps annulaire du capotage et d'une seconde membrure solidaire, quant à elle, d'une poutre longitudinale du capotage, ces deux membrures étant rigidement liées l'une à l'autre. Dans ce cas, chaque pivot de porte est situé à l'intersection des deux membrures. On ajoutera que les membrures courbes solidaires des poutres longitudinales sont situées au-delà des deux-tiers de la distance séparant avant-corps et arrière-corps, en partant de l'avant-corps, une disposition préférée de ces membrures étant comprise entre les deux-tiers et les trois-quarts de ladite distance. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans le cours de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente, en perspective, l'arrière d'un moteur à réaction équipé d'un ensemble inverseur de poussée à deux portes selon l'invention et monté sous une voilure d'avion, les portes d'inverseur étant en position fermée, c'est-à-dire de croisière - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 montrant l'inverseur en position de portes déployées, c'est-à-dire d'inversion de poussée - la figure 3 représente schématiquement en perspective un ensemble d'inverseur de poussée selon l'invention, monté, cette fois, sur l'arrière du fuselage - la figure 4 est une vue en perspective schématique d'une porte d'inverseur selon l'invention où la flèche indique la direction vers l'avant - la figure 5 est une vue en élévation d'une porte fermée - la figure 6 est une vue similaire à la figure 5 mais avec arrachement partiel de la porte représentée, cette fois, en position ouverte ; et - les figures 7 et 8 sont des variantes de réalisation de l'ensemble d'inverseur selon l'invention, l'ensemble étant monté sur l'arrière du fuselage à la figure 7 et sous la voilure à la figure 8. A la figure 1, on a représenté la partie arrière d'un groupe nacelle-moteur à réaction 2 monté, par l'intermédiaire d'une structure porteuse 1, sous la voilure A d'un avion. On comprendra cependant que ce groupe pourrait être fixé en tout autre endroit approprié de l'avion, par exemple sur l'arrière du fuselage, comme représenté aux figures 3 et 7. Le moteur est un moteur à double flux classique présentant une tuyère 3 par où s'échappent, selon la flèche F1, les gaz chauds du moteur, un capotage extérieur désigné de façon générale en 5, entourant le moteur et la tuyère 3 d'éjection de gaz chauds. Entre le capotage extérieur 5 et la surface externe 4 de la tuyère est ménagé un canal annulaire 6 (figure 3) permettant la circulation, selon la flèche F2, du flux froid en provenance d'une soufflante amont non représentée. On a désigné de façon générale en 8 l'ensemble d'inversion de poussée proprement dit, et en 7 les portes basculantes qui sont logées dans une ouverture ou puits d'inversion PD qu'elles obturent ou dégagent selon qu'elles sont en position escamotée ou de croisière (figure 1) ou en position déployée ou d'inversion de poussée (figure 2). Le puits d'inversion est délimité par une structure fixe comprenant un avant-corps annulaire 9, des poutres longitudinales 10 et 11 (voir figure 3), et un arrière-corps annulaire 12, les poutres, l'arrière-corps et l'avant-corps étant rigidement liés les uns aux autres ainsi qu'à la structure de l'avion par un mât B. Chacune des deux portes 7 est attelée en 14a à l'extrémité d'un vérin de commande 14 fixé par son autre extrémité dans la structure fixe du capotage. Deux membrures 15 solidaires de l'avant-corps fixe 9 s'étendent, dans le plan du capotage, longitudinalement en direction de l'arrière-corps 12, alors que deux autres membrures courbes 16, solidaires des poutres longitudinales 10,11, s'étendent l'une vers l'autre, dans le plan de la porte 7, en direction de la ligne médiane LM longitudinale de celle-ci. Les membrures 15 et 16 de chaque paire de membrures avoisinantes sont solidarisées à leur point d'intersection qui sert également d'assise au pivot 17 autour duquel pivote la porte 7. Comme on le voit aux figures 3 et 5, en position de portes fermées, les bords avant 20 et arrière 21 de celles-ci viennent affleurer les bords avant 18 et arrière 19 de la structure fixe du capotage. On précisera à présent, en référence à la figure 5, la position tout à fait particulière des pivots 17, caractérisant l'invention. Si l'on considère que la distance séparant l'axe X-X' du moteur de la ligne médiane LM de la surface extérieure de la porte 7 en position fermée, est égale à 3d, le pivot 17 se trouve environ aux deux-tiers (2d) de cette distance à partir de l'axe X-X'. C'est grâce à cette situation élevée par rapport à l'axe X-X' du moteur que l'on peut obtenir une ouverture maximale de la porte 7 comme représenté à la figure 6, sans être gêné par la présence de l'arrière-corps fixe 12. Par ailleurs, la distance "l" séparant le pivot 17 du bord 18 de l'avant-corps fixe 9, est avantageusement comprise entre les deux-tiers et les trois-quarts de la distance "L" séparant les bords 18 et 19 des avant-corps et arrière-corps fixes. On décrira maintenant plus en détail la structure des portes 7, laquelle est définie pour permettre un fonctionnement tenant compte du positionnement des pivots. Comme on peut le voir à la figure 4, dans la zone où la porte est articulée aux pivots, la face interne 7b de la porte 7 présente, dans son épaisseur, deux logements 23 longitudinaux de forme complémentaire de celle des membrures 15, de telle sorte que celles-ci s'emboîtent aisément dans lesdits logements 23 lorsque les portes 7 sont fermées. Ces logements 23 ont la forme de deux saignées parallèles. Dans l'épaisseur de la face externe 7a de la porte (figures 4 et 5) , on a prévu deux logements symétriques désignés de façon générale en 22. Ces logements 22 ont sensiblement la forme d'un triangle dont le sommet 25 avoisine le pivot 17 de porte 7 et dont la base débouche sur le bord longitudinal de la porte et vers l'arrière de celle-ci, l'hypoténuse 26 du logement triangulaire 22 dessinant avec le bord arrière 21 de la porte, une forme en queue d'aronde 30. Les figures 4, 5 et 6 montrent clairement que la face interne 7b de la porte 7 déborde largement en 27, notamment vers l'arrière, de façon à pouvoir, comme le montre la figure 6, venir coiffer exactement le galbe de la surface externe 4 de la tuyère 3, afin de bloquer efficacement le flux secondaire F2 et le dévier radialement vers l'extérieur à travers le puits de dérivation PD lorsque l'on commande l'ouverture des portes. On notera que, grâce à la position des pivots 17, les portes 7 peuvent s'ouvrir d'un angle maximal et en tout état de cause supérieur à 450, ce qui assure une déviation de jet efficace. On notera enfin que le bord latéral du puits d'inversion PD présente de préférence, un profil 19a-19b (voir figures 5 et 6) qui correspond sensiblement à la forme en queue d'aronde 30 de l'arrière de la face externe 7b de la porte 7. Les figures 7 et 8 montrent, à titre d'exemples, d'autres dispositions et d'autres formes que pourrait prendre l'ensemble nacelle-moteur. Dans ces figures, les mêmes références désignent les mêmes pièces qu'aux figures 1 à 6. Notamment, au lieu d'être en présence, comme dans les figures 1 à 6, d'une nacelle de forme sensiblement circulaire, on pourrait utiliser l'invention pour des nacelles de forme quadrangulaire (figure 7) sans sortir du cadre de l'invention, l'ensemble nacelle-moteur étant monté sur l'arrière du fuselage à la figure 7 et sous la voilure à la figure 8. REVENDICATIONS 1 - Ensemble d'inverseur de poussée pour moteur à réaction à double flux du type à deux portes basculantes (7) articulées autour de pivots (17) dans une structure fixe d'un capotage extérieur (5) entourant le moteur, à peu près concentriquement à l'axe longitudinal (X-X') dudit moteur, ledit capotage extérieur (5) délimitant, avec la tuyère (3) d'éjection d'un flux de gaz primaires chauds (F1) , un canal annulaire (6) pour la circulation d'un flux de gaz secondaires froids (F2), lesdites portes basculantes (7) étant susceptibles de se mouvoir, sous l'action d'un système de commande, entre une position escamotée, dite de "croisière", dans laquelle elles obturent des ouvertures (PD) pratiquées dans la structure fixe du capotage et une position déployée, dite d'"inversion de poussée", dans laquelle lesdites portes (7) font saillie radialement vers l'extérieur et obturent le canal annulaire (6) pour dévier le flux de gaz secondaires (F2), ledit ensemble d'inverseur de poussée étant caractérisé en ce que: - la structure fixe du capotage (5) est constituée d'un avant-corps annulaire (9) situé en amont des portes basculantes (7), de deux poutres longitudinales (10,11) symétriques et parallèles à l'axe (X-X') du moteur, et d'un arrière-corps annulaire (12) situé en aval des portes basculantes (7) et solidaire des poutres longitudinales (10,11) et de l'avant-corps (9) - et, pour chacune des portes (7), au moins deux membrures (15 ou 16) solidaires de la structure fixe du capotage (5), s'étendent, symétriquement par rapport à un plan passant par l'axe du moteur (X-X') et la ligne médiane (LM) longitudinale des portes (7), jusqu'à une région située dans la moitié supérieure de la distance (3d) séparant l'axe du moteur (X-X') de la ligne médiane longitudinale (LM) de chaque porte (7), lesdites membrures (15 ou 16) portant les pivots (17) de portes. 2 - Ensemble d'inverseur de poussée selon la revendication 1, caractérisé en ce que les membrures (15,16) s'étendent à peu près jusqu'aux deux-tiers de la distance séparant l'axe du moteur (X-X') de la ligne médiane (LM) longitudinale de chaque porte (7), en partant de l'axe (X-X') du moteur. 3 - Ensemble d'inverseur de poussée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pivots (17) de chacune des portes (7) sont situés approximativement aux deux-tiers (2d) de la distance séparant l'axe du moteur (X-X') de la ligne médiane (LM) longitudinale de la porte, en partant de l'axe du moteur (X-X). 4 - Ensemble d'inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les membrures (15,16) sont situées dans le même plan que la structure fixe du capotage (5). 5 - Ensemble d'inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les membrures (15) sont solidaires de l'avant-corps annulaire (9) du capotage et s'étendent longitudinalement vers l'arrière-corps (12). 6 - Ensemble d'inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les membrures (16) sont solidaires des poutres (10,11) longitudinales de la structure fixe du capotage (5) et ont une forme courbe pour épouser la courbure dudit capotage. 7 - Ensemble d'inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, à chaque porte (7), sont associées deux paires de membrures symétriques (15,16) par rapport à la ligne médiane longitudinale (LM) de la porte (7), chaque paire de membrures (15,16) étant constituée d'une première membrure (15) solidaire de l'avant-corps annulaire (9) du capotage (5) et d'une seconde membrure (16) solidaire d'une poutre longitudinale (10,11) du capotage, ces deux membrures (15,16) étant rigidement liées l'une à l'autre. 8 - Ensemble d'inverseur de poussée selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque pivot (17) de porte est situé à l'intersection des deux membrures (15,16). 9 - Ensemble d'inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les membrures courbes (16) solidaires des poutres longitudinales (10,11) sont situées au-delà des deux-tiers (l) de la distance (L)séparant avant-corps (9) et arrière-corps (12), en partant de l'avant-corps (9). 10 - Ensemble d'inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la zone où elle est articulée aux pivots (17), la porte (7) présente, dans son épaisseur, des logements (23,22) qui s'emboîtent sur les membrures (15,16) lorsque la porte (7) est en position fermée. 11 - Ensemble d'inverseur de poussée selon la revendication 10, caractérisé en ce que les logements (23) pour les membrures (15) solidaires de l'avant-corps (9) sont pratiqués dans la face interne (7b) de la porte (7) et ont la forme de deux saignées parallèles. 12 - Ensemble d'inverseur de poussée selon la revendication 10, caractérisé en ce que les logements (22) pour les membrures (16) solidaires des poutres longitudinales (10,11) sont pratiqués dans la face externe (7a) de la porte (7). 13 - Ensemble d'inverseur de poussée selon la revendication 12, caractérisé en ce que les logements (22) pratiqués dans la face externe (7a) de la porte (7) ont une forme sensiblement triangulaire dont le sommet (25) avoisine le pivot de porte (17) et dont la base débouche sur le bord longitudinal de la porte (7) et vers l'arrière de celle-ci. 14 - Ensemble d'inverseur de poussée selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'arrière de la porte (7) présente une forme (30) sensiblement en queue d'aronde.