Brevet FR2769953A1 — publié le 19990423

INVER8EUR DE POUSSEZ DE TURBOREACTEUR A PORTE8 ASSOCIEE8 A UN PANNEAU AMONT BALANCE A RETENUE LATERALE 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 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 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 2 des portes 7, qui constituent une partie de la paroi extérieure de la nacelle, à la partie intérieure 4 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 située 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 36 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 connaft 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 36 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 38 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. Le type d'inverseur de poussée décrit ci-dessus a l'inconvénient majeur que, pour des raisons imposées par des contraintes de dimensionnement aérodynamique du passage du flux dans les passages dégagés par la partie amont de ces portes, la pression du conduit exerce sur ces portes une action qui tend à les ouvrir, en effet, la section totale de ces passages doit être supérieure à la section du conduit dans un plan situé en amont des portes, ceci à cause des pertes en charge engendrées par la déviation du flux, ceci dans le cas où la section de fuite (partie aval du conduit non obstruée par la partie aval des portes), est minimisée de façon à obtenir une contre poussée convenable. FR 96.06046 prévoit pour contrer cet inconvénient un panneau amont qui vient obstruer et étancher la partie interne amont de la porte, réduisant la surface interne des portes sur laquelle la pression du flux dans le conduit exerce une action qui favorise l'ouverture de celle-ci. L'inconvénient majeur de ce concept de panneau à balancement amont ou aval, est que la pression exercée sur le panneau par le flux circulant dans le conduit, peut engendrer dans certaines configurations de vol une déformation radiale importante du panneau. L'étanchéité aval du panneau est assurée par un joint prenant appui sur la paroi interne de la porte, une déformation importante du panneau amont peut aller jusqu'au contact avec la porte, introduisant sur cette dernière un effort tendant à la faire pivoter dans le sens de l'ouverture, donc, contraire au but recherché par FR 96.06046. Un des buts de l'invention en conservant les avantages obtenus par les dispositions selon FR 96.06046 est d'éviter les inconvénients notés ci-dessus, de manière à accroitre la sécurité et de réduire la masse de ce type d'inverseur sans nuire aux performances. Ces buts sont atteints conformément à l'invention grâce à un inverseur de poussée à portes pivotantes du type précité caractérisé en ce que le panneau amont comporte au moins une ferrure disposée sur un bord latéral et équipée au moins d'un ergot sur lequel se bloque en position de jet direct un élément de verrouillage monté rotatif sur une chape fixée sur la poutre fixe de l'inverseur de manière à s'opposer au déplacement latéral vers le milieu de la porte dudit bord latéral du panneau amont. Certaines modalités remarquables de réalisation sont également prévues dans la mise en oeuvre de l'invention. Ces dispositions conformes à l'invention permettent, en position de jet direct, de limiter voire annuler la déflexion du panneau amont sous l'effet de la pression, ce qui supprime l'effort tendant à faire pivoter la porte dans le sens de l'ouverture, augmentant ainsi la sécurité de fonctionnement de l'inverseur de poussée. De cette manière, ces résultats peuvent être obtenus tout en allégeant la structure du panneau amont. D'autre caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre des modes 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 monté et avec les portes fermées - la figure 3 représente une demi-vue schématique, suivant une coupe analogue à celle de la figure 1, d'un inverseur de poussée à portes pivotantes associees à un panneau amont dans une position proche de la position de jet direct, du type connu par FR 96.06046 et auquel est appliqué un mode de réalisation de l'invention - la figure 4 représente une demi-vue schématique analogue à celle de la figure 3 et montrant l'inverseur de poussée représenté sur la figure 3, en position de jet direct - la figure 5 représente une section transversale selon la ligne V-V de la figure 3 de l'inverseur équipé d'un mode de réalisation de l'invention - la figure 6 représente une section analogue à la figure 5, en position jet direct - la figure 7 est une vue illustrant à plus grande échelle le détail VII de la figure 5 - la figure 8 est une vue illustrant à plus grande échelle le détail VIII de la figure 6 - la figure 9 est une vue de dessus partielle du principe défini sur la figure 5 - la figure 10 est une variante de réalisation du principe défini sur la figure 5 dans une vue analogue à la figure 9; - la figure 11 représente dans une vue analogue à la figure 7 un autre mode de réalisation de l'invention - la figure 12 est une vue de dessus partielle du principe défini sur la figure 11 ; - la figure 13 représente dans une vue analogue à la figure 7 un autre mode de réalisation de l'invention - la figure 14 représente dans une vue analogue à la figure 8 le principe défini sur la figure 13. Selon un mode de réalisation de l'invention décrit sur les figures 3 à 10, le panneau 22 comporte sur ses bords latéraux une ou plusieurs ferrures 10 équipées de deux ergots 5 dont le profil intérieur 19 permet de loger et de s'opposer à un crochet 11 en forme de "T", monté libre en rotation autour d'un axe pivot 17 solidaire d'une chape 12, cette dernière étant fixée sur l'une des parois latérales de la poutre 18 ou sur les structures fixes 12h et 6h de l'inverseur. La partie du crochet 11 en contact avec la ferrure 10 peut être équipée d'un ou - plusieurs galets 13 facilitant les mouvements relatifs entre ces deux éléments. Comme le montre la figure 7, le crochet 11 est équipé d'un système de rappel qui peut être par exemple un ressort 9 ou tout autre système connu de l'homme de métier, la fonction de ce système étant d'amener par rotation autour de l'axe 17 ledit crochet en contact sur une butée fixe ou réglable 23 et de le maintenir, en dehors de la phase jet direct, dans une position stable garantissant un jeu fonctionnel llJTw entre le profil intérieur 19 de la ferrure 10 et les galets 13. La géométrie du profil 19 est définie de façon à permettre depuis l'approche de la position jet direct le contact avec les galets 13 entrainant le crochet 11 en rotation autour de l'axe 17 jusqu'à assurer le positionnement des galets 13 dans l'arrondi du profil 19 jusqu'à ce que le panneau 22 et la porte 7 se trouve en position jet direct. Dans cette position représentée sur les figures 4, 6 et 8 le crochet 11 équipé de ses galets 13 s'oppose ainsi au déplacement latéral dirigé vers le milieu de la porte des bords latéraux du panneau 22 limitant de ce fait la déflexion radiale du panneau 22 initiatrice des déplacements latéraux. La figure 9, représentant une vue partielle de dessus de la figure 5, sans la porte 7, montre l'implantation de deux ferrures distinctes 10 de part et d'autre de l'axe milieu du panneau 22 dans sa partie aval. I1 est à noter que cette implantation peut être symétrique ou non par rapport à l'axe milieu et qu'en fonction des déformations rencontrées sur le panneau en phase jet direct, différents ensembles crochet 11 et ferrure 10 peuvent être implantés à des emplacements judicieusement choisis par l'homme du métier afin de limiter ces déformations. De plus, comme le montre la figure 10, les ferrures 10 peuvent être reliées entre-elles et ne constituer qu'une seule et même pièce fixée sur le panneau 22 en différents endroits, agissant telle une ceinture structurale limitant la déflexion du panneau 22. Dans ce cas, il est possible d'envisager une ferrure commune 10 dont l'âme centrale permet l'intégration du joint d'étanchéité situé à l'aval du panneau. On notera également que les ferrures 10 peuvent être intégrées dans les ferrures de liaison entre le panneau 22 et le palonnier 30 ou la bielle 35, nécessaires à la cinématique d'entrainement du panneau 22 et réciproquement. Les figures 11 et 12 représentent une variante de réalisation du principe défini précédemment dont l'une des principales modifications concerne la forme du crochet 11 qui dans cette réalisation est de type "femelle" en forme de "U" tandis que la ferrure 10 ne comporte plus qu'un seul ergot 5 directement opposé au galet 13. Une autre modification concernant cette variante de réalisation est l'adjonction d'un système permettant le réglage de la pression dé contact exercée entre le galet 13 et la ferrure 10. Un mode de réalisation de ce système peut être par exemple constitué d'un boulon à oeil 24 installé au milieu du crochet 11, la liaison entre ces deux pièces étant assurée par l'axe 17. Des trous oblongs 27 réalisés dans les flancs latéraux de la chape 12, autorisent le déplacement de l'ensemble constitué du crochet 11, de l'axe 17 et du boulon 24, ce déplacement étant commandé par le serrage d'un écrou 26 monté sur l'extrémité filetée du boulon 24, et prenant appui sur une contre ferrure 29 montée à l'intérieur de la structure fixe. Un système de rappel, comme par exemple un ressort 25 monté sur la tige du boulon à oeil 24, et comprimé entre un épaulement solidaire dudit boulon et la semelle de la ferrure 12 permet de déplacer l'ensemble mentionné cidessus lors du déserrage de l'écrou 26. La porte 7 et le panneau 22 étant en position jet direct, une trappe 21 réalisée dans la poutre 18 permet le réglage de ce système. I1 est à noter qu'une contre ferrure 29 peut prendre appui simultanément sur les deux flancs d'une même poutre 18 et recevoir sur chacune de ses parois latérales un système de retenue latérale de panneau, constituant ainsi avec des ferrures telles que représentées sur la figure 10 une ceinture structurale appliquée à l'ensemble de l'inverseur. Les figures 13 et 14 représentent un autre mode de réalisation de l'invention, caractérisé par une came de verrouillage 31 exerçant un effort de retenue latéral du panneau 22 proportionnel à l'effort de pression exercé sur ledit panneau. La came 31 montée libre en rotation autour d'un axe 32 solidaire d'une chape 12 fixée sur la poutre 18, possède une zone adaptée 34 sur laquelle prend appui la ferrure 10 entrainant ladite came 31 en rotation autour de l'axe 32 jusqu'à amener la partie 33 de son profil en contact avec la ferrure 10, créant ainsi une composante s'opposant aux déplacements latéraux du panneau 22. Tout comme dans les modes de réalisation précédents, un système de rappel par ressort 9 et une butée 23 maintiennent, hors phase jet direct, la came 31 dans une position stable garantissant un fonctionnement correct. Bien sur, certains systèmes ou/et certaines configurations peuvent être utilisés seul ou en association entre-eux et des concepts similaires peuvent être aménagés pour des panneaux à basculement amont ou aval. 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 vérin (8) de manière à constituer des obstacles de déviation de flux lors d'un fonctionnement en inversion de poussée, les portes (7) étant séparées par des poutres longitudinales fixes (18), la partie amont de chaque porte (7) étant doublée sur sa face interne, en position fermée, par un panneau amont (22), assurant un lissage de la veine fluide en jet direct, ledit panneau amont (22) étant supporté et relié par au moins une bielle (35) ou palonnier (30) d'une part à la structure fixe (1) de l'inverseur et d'autre part à la porte (7) associée caractérisé en ce que le panneau amont (22) comporte au moins une ferrure (10) disposée sur un bord latéral dudit panneau amont (22) et équipée d'au moins un ergot (5) sur lequel se bloque en position de jet direct un élément de verrouillage (11 ;31) monté rotatif sur une chape (12) fixée sur la structure fixe de l'inverseur de manière à s'opposer au déplacement latéral vers le milieu de la porte (7) dudit bord latéral du panneau amont (22). 2. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon la revendication 1 caractérisé en ce que la ferrure (10) est équipée de deux ergots (5) et ledit élément de verrouillage (11) est constitué par un crochet (11) en forme de T monté rotatif sur une chape (12) fixée sur une paroi latérale de la poutre fixe (18) de l'inverseur. 3. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon la revendication 2 caractérisé en ce que le crochet (11) dans sa partie en contact avec l'ergot (5) porte un galet (13). 4. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que les ferrures (10) disposées sur le panneau amont (22) forment une ceinture structurale. 5. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon la revendication 1 caractérisé en ce que la ferrure (10) est équipée d'un ergot (5) et ledit élément de verrouillage est constitué par un crochet (11) en forme de U monté rotatif sur une chape (12). 6. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon l'une des revendications 2 ou 5 caractérisé en ce que l'élément de verrouillage (11) est associé à un système de réglage de la pression de contact entre le galet (13) porté par l'élément de verrouillage (11) et l'ergot (5) de la ferrure (10). 7. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'axe pivot (17) du crochet (11) solidarisé à la chape (12) à travers des trous oblongs (27) traverse en outre un boulon à oeil (24) installé au milieu du crochet (11), associé à un ressort de rappel (25) et monté sur la structure fixe par l'intermédiaire d'une contre-ferrure (29) et d'un écrou (26). 8. Inverseur de poussée de turboréacteur à double flux selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit élément de verrouillage est constitué par une came (31). 9. Inverseur de poussée de turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que ledit élément de verrouillage (11) est associé à un système de rappel tel qu'un ressort (9) et à une butée (23).