Brevet FR2849903A1 — publié le 20040716

La présente invention concerne une tuyère d'éjection pour turboréacteur et, plus spécialement, une tuyère d'éjection à buse variable permettant d'obtenir, à volonté, des courants de gaz d'échappement de formes et de direction diverses La tuyère d'éjectionlpour turboréacteur selon la présenteF invention comprend une paire de parois latérales planes, fixes et opposées l'une à l'autre, une paire de volets, opposés l'un à l'autre, coopérant 10 avec lesdites par is latérales pour former une buse deissection transversale rectangulaire, une paire de guidages portés chacun par une paroi latérale respective, comportant des parties incurvées, et s'étendat sur lesdites parois latérales respectives, lesdits volets comportant des parties amont disposées deu façon articulée, portées par lesdits guidages pour s'y déplacer de façon à permettre le réglage de la position des volets, d'un seul bloc, par rapport à l'axe de la buse, et des organes permettant d'effec20 tuer ce réglage L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à un exemples préféré, non limitatif, de réalisation représenté sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un turboréacteur équipé d'une tuyère d'éjection selon l'invention; - la figure 2 est une coupe- longitudinale à plus grande échelle de la tuyère d'éjection de la fi30 gure 1; et - la figure 3 est une coupe semblable à celle de la figure 2 montrant les éléments constitutifs de la tuyère après déplacement Le turboréacteur 10 de la figure 1 est enfermé dans une coque fuselée 12. Il comporte- une tuyère d'éjection 14 à son extrémité aval. Cette tuyère ainsi que la partie aval de cette coque sont conformées 5 de façon à produire un profil arrière 15 en proue de navire facilitant l'écoulement de l'air ambiant pendant le fonctionnement du turboréacteur. Des rampes de,post-1cgmbustion 16 sont disposées dans le canal d'éjection/et l'augmentation du volume des 10 gaz provoquée par le fonctionnement du dispositif de post-combustion exige la présence, dans la tuyère ! d'éjection 14-, d'une buse à section variable 20. La forme générale du turboréacteur 10 et de sa coque 12, en coupe selon un plan perpendiculaire à leur axe longitudinal,st circulaire sur une distance allant de l'extrémité amont de la coque 12 à la ligne en points et traits 22 o la partie arrière;du canal d'éjection 18 passe de la forme circulaire à une forme essentiellement rectangulaire. La structure 20 de la tuyère d'éjection 14, en section transversale est donc rectangulaire. Sur la figure 2, on voit que le canal d'éjection 18 se termine -ar une paire de parois latérales planes, opposées l'une à l'autre, dont l'une seulement, la 25 paroi 24, est représentée. Chacune de ces parois porte rigidement un rail de guidage complémentaire dont l'un, le rail 26, est représenté . Chaque rail de guidage comporte deux parties extrêmes rectilignes 26b et 26c réunies par/ine partie courbe 26d. Les parois supérieure ae inférieura de la tuyère sont constituées par une paire de volets identiques 28 et 30. Le volet 28 et ses organes annexes sont décrits ci-après, étant entendu que le volet 30 en est l'image symétrique. Le volet 28 possède une partie amont 32 faite de pièces articulées 32b, 32c, 32d, portées à chaque extrémité par des galets 34 se logeant dans le guidage 26 et dans son guidage complémentaire (non représenté) . En outre, le volet 10 28 possède une partie ava!plane 36, montée à charnière en 28 sur l'extrémité aval de la partie 32. Le volet 28 comportoe également des bras latéraux 40 s'étendant vers l'amont à partir de la charnière 30, sur la face externe de la paroi latérale 24. Ce bras 40 est ainsi protégé contre les gaz d'échappement chauds. L'extrémité amont du bras latéral 40 est jointe à une extrémité de la biellette 42 par un galet 44 monté à pivot. Ce galet 44 est porté dans un gui20 dage 46 ménagé dans le levier coudé 48. La biellette 42 est jointe à pivot, au point 50 intermédiaire entre ses extrémités, à ce levier coudé 48 eFt son autre extrémité 52 est portée dans un autre guidage 54 ménagé dans une extrémité d'une seconde 25 biellette 56 Le levier coudé 48 est monté à pivot sur un axe 58, fixe par rapport aux parois latérales 24 et autre. La biellette 56 peut pivoter sur l'axe 58, et elle peut également rester immobile dans la position horizontale représentée sur la figure 2 tandis que les leviers coudés identiques 48 et 60 pivotent sur l'axe 58, comme on l'exposera plus loin. On devra noter que les biellettes et leviers décrits ci- - dessus à propos du volet 28 ont leurs correspondants sur le côté non représenté de la tuyère. Le volet 28 possède un volet secondaire 62 qui lui est joint par une charnière 64 à son extrémité aval. 5 L'extrémité amont du volet 62 est jointe à la partie 32 du volet 28 par un système à goupille et fente b4 permettant à la partie 36 du volet 28 de pivoter sur l'axe 38 at ayant pour but d'engendrer un profil en potiure de navirede petit angle permettant l'écoule10 ment de l'air sans qua les filets d'air se détachent de la surface externe de la tuyère. On élimine ainsi le risque de traînée. Comme on l'a déjà dit, le volet 30 est conformé et joint à la partie inférieure du guidage 26 exacte.15 ment de la même façon que le-volet 28 avec lequel il définit la buse 20 (figure 1) . La description qui suit concerne le fonctionnement des deux volets 28 et 30 Les leviers coudés 48 et 60 sont joints, en des points respectifs 49 et 61, à leurs bielles respe.ctives 68 et 70 actionnées par un moyen approprié quelconque tel que des pistons (non représentés) de façon à pouvoir se déplacer en synchronisme dans le même sens ou séparément dans des sens opposés. Les leviers coudés sont en outre joints, par leurs extrémités respectives 72 et 74, aux parties respectives amont 32 et 33 des volets 28 et 30 de façon \que, si l'on déplace les bielles 68 et 70 vers l'amont, les leviers coudés 48 et 60 pivotent, l'un 30 dans le sens contraire des aiguilles de montre et l'autre dans le sens des aiguilles de montre (quand on regarde la figure 2) et déplacent lesdites par- ties amont de volets 32 et 33 sur loeurs parties respectives de guidages pour les amener aux positions représentées en traits pleins sur la figure 3 Cette--manoeuvre permet d'augmenter la section de la buse 20. Le déplacement des deux bielles 68 et 70 vers l'amont perme-t à la biellette.56 de'rester horizontale mais les biellette-s 42 et 80 se déplacent également du fait de leur jonction, en 50 et 51, avec les le10 viers 48 et 60 de sorte que leurs Gxtrémités, portées par le galet 52, se déplacent dans le guidage 54. Leurs autres extrémités s'élèvent dans les guidage6 46 e-t 82 de sortoe que les biellettets 42 et 80 adoptent finalement les positions représentées en 1.5 traits pleins sur la figure 3 Comme on l'a déjà exposé, les parties de volets 36 et 37 sont jointes, par les bras 40 et 41 et par les galets 44 et 45, à leurs guidages.tespectifs 46 et 82. En conséquence, le pivotement des leviers cou'20 dés 48 et 60 exerce un couple de rotation sur les parties de volets 36 et 37 par les bras 40 et 41, en sorte que ces parties 36 et 37 pivotent par rapport aux parties 32 et 33 L'es volets 28 et 30 en se rppprochani; l'une de l'ur au fur et à mesure--que 2?5 lesdites parties 32 et 33 suivent les parties 26b e-t 26c des guidages. Ce mouvement assure le main*tien d'un angle de divergence convenable entre les parties de-.volets 36 et 37 permettant de commander l'expansion des gaz d'échappement venant de quitter 30 la buse, maintenant agrandie, de la tuyère On peut voir, sur la figure 3, qu'à mesure que la section de la buse s'agrandit, les parties de volet 36 et 37 sortent des limites des parois latérales 24; c'est pourquoi les- premières sont munies d'é5' crans rigides 90 ayant pour fonction d'empêcher les fuites latérales du courant gazeux. La tuyère est conformée de façon que les bielles 68 et 70 puissent se déplacer simultanément en sens inverse l'une de l'autre afin que la tuyère puisse prendre d'autres formes que celles représentées et décrites. Si, par exemple, on déplace la bielle 68 vers l'amont et, simultanément, la bielle 70 vers l'aval, il en résultera que la partie de volet 36 prendra une position correspondant approximativement 15 à celle représentée sur la;figure 3 tandis que la partie, de volet 37 prendra une position correspondant approximativement à celle indiquée en points et traits sur la même figure 3. On obtiendra ainsi une tuyèrE éjectant les gaz d'échappement dans un 20 sens ascendant. L'inversion du mouvement des bielles 68 et 70 produira, par l'intermédiaire des leviers coudés 48 et 60, un mouvement des parties de volets 32, 33 et 36, 37 tel que ces dernières dirigeront les gaz d'é25 chappement vers le bas. On pourra ainsi réaliser la commande vectorielle de la poussée. Dans toutes les positions des volets, le plan de la buse 20 prend une position perpendiculaire au sens d'écoulement des gaz d'échappement entre les par30 ties de volet 36 et 37 car les éléments de la tuyr èreconstituant cette buse se déplacent conjointement sur les guidages 26. On doit noter que, bien que, pour plus de clarté, les bielles, leviers coudés, leviers et biellettes aient été représentés, sur les dessins, comme se trouvant sur les faces internes de la paroi 24, ils seraient, en pratique, montés à l'extérieur afin d'être protégés contre le courant de gaz chauds. Les axes des charnières 38 traverseront donc les parois 24 par des fentes incurv4es (non représentées),-leurs extrémités externes seront jointes ri10 gidement aux bras 40, 41, et leurs parties médianes seront jointes rigidement aux parties de volets 36 et 37 de façon que chacun de ces bras forme un tout avec sa partie de volet correspondante. La biellette 56 porte une plaquette obturatrice (non re15 présentée) recouvrant la fente et sans laquelle ladite biellette serait saillante. De même, les mécanismes de jonction 72 et 74 entre les leviers coudés 48, 60 et les parties de volet 32, 33 traverseront les parois 24 par des fentes identiques 20 ou semblables (non représentées) . REVENDICATIONS 1. Tuyère d'éjection pour turboréacteur, caractérisée en ce qu'elle comprend une paire de parois latérales planes, fixes et opposées l'une à l'autreu, une- paire de volets, opposés l'un à l'autre, coopérant avec lesdites parois latérales pour former une buse de section transversale rectangulaire, une paire de guidages portés chacun par une paroi latérale respective, comportant des parties incurvées et s'étendant sur lesdites pa10 rois latérales respectives, lesdits volets comportant des parties amont disposées de façon articulée, portées par lesdits guidages pour s'y déplacer de façon à permettre le réglage de la position des volets, d'un seul bloc, par rapport 15 à l'axe de la buse, et des organes permettant d'effectuer ce réglage. 2. Tuyère d'éjection selon la Revendication 1, caractérisée, en ce que lesdits organes de réglage, d'un seul bloc, de la position des volets com20 prennent, en combinaison: deux paires de leviers coudés ayant chacun une extrémité jointe à-pivot à celle des parties de volets amont se trouvant en aval et son autre extrémité fixée de façon à pivoter sur un axe concidant avec le centre de 25 révolution desdites parties incurvées de guidages, ledit axe étant localisé dans lesdites parois latérales, une partie situéez entre ces deux extrémités et décalée par rapport à elles étant jointe à un organe moteur dont le fonctionnement 30 fera pivoter lesdits leviers coudés sur ledit axe de façon à déplacer lesdits volets sur l'étendue rectiligne et incurvée desdits guidages 3. Tuyère;d'éjection selon la Revendication 2, caractérisée en ce que lesdits volets possèdent des bras joints rigidement à eux à la jonction des volets avec les parties de volets amont dis5 posés de façon articulée, les extrémités libres desdits bras- étant jointes auxdits leviers coudés par lesquels s'effectue le réglage, d'un seul bloc, de la position des volets, de façon à faire pivoter les parties de volets en aval de ladite 10 jonction par rapport à la partie amont disposée de façon articulée et commander, de ce fait, l'angle de divergence du jet de gaz d'échappement 4. Tuyère-d'éjection selon la Revendication 2, caractérisée en ce que ledit organe moteur et les15 dits leviers coudés sont disposés et joints en-= semble de façon que lesdits volets puissent se rapprocher ou s'éloigner l'un de l'autre, ou se déplacer conjointement dans le sens d'écoulement des gaz de combustion. 5. Tuyère d'éjection selon une quelconque des Revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisée en ce que les parties aval desdits volets sont munies d'écrans rigides ayant pour fonction de retenir les gaz d'écnappement lorsque les volets s'éloignent 295 l'un de l'autre.