Brevet FR2750737A1 — publié le 19980109

INVERSEUR DE POUSSEE DE TURBOREACTEUR A PORTES A PILOTAGE DE NAPPES AMELIORE La présente invention concerne un dispositif d'inversion de poussée de turboréacteur à double flux. Le turboréacteur est équipé d'un conduit en arrière de la soufflante dont le but est de canaliser le flux secondaire dit froid, ce conduit est constitué d'une paroi interne qui entoure la structure du moteur proprement dite en arrière de la soufflante, et d'une paroi externe dont la partie amont vient en continuité du carter moteur qui entoure la soufflante. Cette paroi externe peut canaliser à la fois le flux secondaire et le flux primaire dans sa partie aval, et ceci en arrière de l'éjection du flux primaire, dit chaud, dans le cas de nacelle à flux mélangés ou à flux confluents par exemple, mais dans d'autres cas, la paroi externe ne canalise que le flux secondaire, dans le cas de nacelles dites à flux séparés. Une paroi peut également caréner l'extérieur du moteur, c'est à dire l'extérieur du carter qui entoure la soufflante et l'extérieur de la paroi extérieure du conduit décrit cidessus, ceci dans le but de minimiser la traînée de l'ensemble propulsif. Ceci est notamment le cas pour des ensembles propulsifs rapportés sur l'extérieur d'aéronef, particulièrement lorsque ces ensembles propulsifs sont attachés sous les ailes ou à l'arrière du fuselage. Nous appellerons capotage extérieur l'ensemble constitué par la paroi extérieure de la nacelle. La figure 1 des dessins joints montre un exemple connu de réalisation d'un inverseur de poussée de ce type, appliqué comme le montre la vue schématique partielle en perspective de la figure 2, à un turboréacteur à double flux. Le dispositif d'inversion est constitué de portes 7 formant une partie mobile 2 et constituant en position inactive, lors d'un fonctionnement en jet direct, une partie du capotage extérieur, et d'une structure fixe réalisant ce capotage extérieur en amont des portes, par une partie amont 1 en aval des portes par une partie aval 3 et entre les portes 7 par l'intermédiaire de poutres 18 qui relient la partie aval 3 du capotage extérieur à la partie amont 4 du capotage extérieur. Les portes 7 sont montées sur une circonférence du capotage extérieur et sont montées pivotantes dans une zone intermédiaire de leurs parois latérales sur les poutres 18 situées de part et d'autre de ces portes, ces parois latérales constituant avec les parois amont et aval, les parois qui relient la partie extérieure 9 des portes 7, qui constituent une partie de la paroi extérieure de la nacelle, à la partie intérieure 11 des portes 7, qui constituent une partie de la paroi extérieure du conduit. La partie amont 1 de structure fixe comporte un cadre avant 6 qui sert de support aux moyens de commande des déplacements des portes 7, constitués par. exemple par des vérins 8. En position activée, les portes 7 basculent de telle façon que la partie des portes situées en aval des pivots, vient obstruer plus ou moins totalement le conduit, et de telle façon que la partie amont des portes vient dégager un passage dans le capotage extérieur de manière à permettre au flux secondaire d'être canalisé radialement par rapport à l'axe du conduit. La partie amont des portes 7 fait saillie à l'extérieur du capotage extérieur pour des raisons de dimensionnement du passage qui doit être capable de laisser passer ce flux sans compromettre le fonctionnement du moteur. L'angle de pivotement des portes est ajusté de manière à permettre le passage du flux et de manière à supprimer la poussée de ce flux, voire à commencer à générer une contre poussée en générant une composante du flux dévié vers 1 'amont. Les portes 7 sont également munies dans leur partie amont d'un becquet 13 faisant saillie vers l'avant, lorsque les portes 7 sont déployées, par rapport à la face interne des portes, de manière à dévier le flux vers l'amont et achever d'obtenir la composante de contre poussée. Des exemples connus de réalisation sont illustrés par exemple par FR 1 482 538 ou par FR-A-2 030 034. Il existe aussi des dispositifs tels que celui décrit par US 3 605 411 qui permettent d'avoir une saillie de becquet vers l'amont lorsque les portes sont déployées tout en permettant une continuité de la paroi externe du conduit lorsque les portes ne sont pas déployées. On connait également par FR-A-2 618 853 un dispositif où le becquet est escamoté en jet direct de façon à optimiser les performances du moteur. Dans certaines applications, comme représenté sur la figure 1, les becquets 13 font saillie par rapport à la face interne 11 des portes 7, même en jet direct sans pour autant faire saillie dans le conduit qui est dans cet exemple muni de cavités 16 légèrement préjudiciables aux performances du moteur alors que le dispositif d'inversion devient extrêmement simple. La combinaison des becquets et des bords de déviation permettent également d'optimiser la direction d'éjection du flux comme indiqué par FR-A-2 680 547. Enfin la commande des portes d'une position à une autre par vérin est connue en soi, nous noterons cependant la solution très simple où il y a un vérin par porte fixé dans sa partie amont à la structure fixe amont du capotage extérieur, et dans sa partie aval à la porte en un point situé dans la partie amont comme décrit par exemple par FR 1 482 538. D'autres aménagements ont été proposés en vue d'améliorer le contrôle du jet inversé lors du fonctionnement en inversion de poussée. FR-A-2 559 838 a notamment recherché une solution dans divers aménagements apportés à la forme des bords du puits d'inversion dégagé dans le capotage lors de l'ouverture des portes de l'inverseur. FR-A-2 681 101 prévoit de disposer sur la face interne des portes des éléments en forme d'aubage de manière à former des cloisons déflectrices assurant un pilotage des pannes du flux inverse. Les divers aménagements rappelés ci-dessus permettent d'assurer le pilotage des nappes du flux inversé dans les conditions habituellement rencontrées sur les avions civils, biréacteurs ou même quadriréacteurs, ils se révèlent toutefois insuffisants dans certaines applications pour des conditions extrêmes d'utilisation. C'est notamment le cas pour des avions quadriréacteurs militaires lorsqu'il est nécessaire soit d'augmenter fortement la contre-poussée en augmentant le régime du moteur, soit de réduire au maximum la vitesse de coupure, soit de faire une marche arrière. En outre, diverses interférences ont pu être constatées, notamment dans certains cas le jet inversé en position basse rencontre la surface du sol sous une incidence forte, ce qui peut présenter des inconvénients dans certaines phases d'approche de l'avion. Le but de l'invention est d'assurer les performances requises en apportant une solution à ces divers problèmes sans encourir les inconvénients des solutions connues, tout en tenant compte des impératifs liés à l'application visée aux moteurs aéronautiques et notamment ceux de masse et d'encombrement minimaux sans réduire la sécurité. Ces buts sont atteints conformément à l'invention par un inverseur de poussée à portes pivotantes du type précité caractérisé en ce que au moins une porte de l'inverseur est supportée à chaque extrémité par des pivots disposés géométriquement dans un plan présentant une inclinaison par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe géométrique de rotation du turboréacteur. 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 dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une demi-vue schématique, en coupe longitudinale par un plan passant par l'axe de rotation d'un turboréacteur associé, d'un inverseur de poussée à portes pivotantes, en position fermée, d'un type connu et qui a fait précédemment l'objet d'une description - la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'un inverseur de poussée du type précité montré en position montée et avec les portes fermées - la figure 3 représente une vue schématique d'un ensemble de propulsion comportant un inverseur de poussée conforme à l'invention, en position de jet direct - la figure 4 représente l'ensemble de la figure 3, en position de jet inversé, selon une vue analogue à celle de la figure 3 - la figure 5 représente selon une vue schématique un exemple d'application de l'inverseur de poussée conforme à l'invention, monté sur avion. Selon un mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 3 et 4, un inverseur de poussée susceptible d'effectuer dans les phases de vol pertinentes d'un avion une inversion de flux du turboréacteur associé comporte les parties principales connues et précédemment décrites dans un exemple connu de réalisation, en référence aux figures 1 et 2. Dans l'exemple représenté sur les figures 3 et 4, le turboréacteur 20 est installé sous l'aile 21 d'un avion et l'inverseur de poussée comporte deux portes 7. Comme précédemment, chaque porte 7 est supportée de manière articulée par deux pivots 22 dont les articulations sont solidaires de la structure fixe de l'inverseur, notamment l'un 22a est placé sur une structure supérieure 23 dite ilôt 12 heures et l'autre 22b est placé sur une structure inférieure 24 dite ilôt 6 heures. De manière remarquable et conforme à l'invention, le plan géométrique P contenant l'axe de rotation des pivots 22a et 22b est non perpendiculaire par rapport à l'axe de rotation C du turboréacteur. Dans l'exemple représenté notamment, le pivot inférieur 22b est placé en amont par rapport au pivot supérieur 22a. Dans ce cas et comme représenté sur la figure 4, en position d'inversion de poussée, après déploiement des portes 7, le flux inversé, symbolisé par la flèche 23 est dévié à la fois vers l'amont et vers le haut. Un exemple d'application dans le cas d'un avion quadriréacteur est schématisé sur la figure 5. On note que le fait de dévier les nappes du flux inversé 23 vers le haut tend à plaquer l'avion au sol et tend à diminuer la portance de l'aile 21. Ces deux effets combinés ont pour conséquence d'augmenter la charge sur le train d'atterrissage et permet ainsi au sol d'exercer un effort de freinage plus élevé. Dans les applications où l'inverseur de poussée comporte plus de deux portes, l'invention prévoit également un décalage des pivots par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du turboréacteur. Il en résulte en position d'inversion de poussée une déviation latérale supplémentaire du flux. Le décalage des pivots de porte d'inverseur conforme à l'invention permet également, soit d'augmenter le jeu entre les portes ouvertes et les volets de bord d'attaque d'aile de l'avion, soit d'augmenter la garde au sol. REVENDICATIONS 1. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux comportant des portes pivotantes (7) susceptibles en position fermée, lors d'un fonctionnement en jet direct, de s'intégrer dans la paroi extérieure du conduit de flux en arrière de la soufflante de turboréacteur, et susceptibles en outre chacune de pivoter sous l'action d'un moyen de commande (8) des déplacements de manière à constituer des obstacles de déviation de flux lors d'un fonctionnement en inversion de poussée, caractérisé en ce que au moins une porte (7) de l'inverseur est supportée à chaque extrémité par des pivots (22a, 22b) disposés géométriquement dans un plan présentant une inclinaison par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe géométrique de rotation du turboréacteur. 2. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon la revendication 1 dans lequel ledit inverseur comporte deux portes (7), un pivot inférieur (22b) de chaque porte (7) étant décalé vers l'amont par rapport au pivot supérieur (22a) de manière que, lors du fonctionnement en inversion de poussée, le flux inversé (23) est dévié vers l'avant avec une orientation préférentielle vers le haut.