Brevet FR2920196A1 — publié le 20090227

La présente invention se rapporte à un inverseur de poussée à grilles pour nacelle de turboréacteur Le rôle d'un inverseur de poussée lors de l'atterrissage d'un avion est d'améliorer la capacité de freinage de ce dernier en redirigeant vers l'avant au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur. Dans cette phase l'inverseur olbstrue la tuyère d'éjection des gaz et dirige le flux d'éjection du moteur vers l'avant de la nacelle, générant de ce fait une contre-poussée qui vient s'ajouter au freinage des roues de l'avion. Les moyens mis en oeuvre pour réaliser cette réorientation du flux varient suivant le type d'inverseur. Cependant, dans tous les cas, la structure d'un inverseur comprend des capots mobiles déplaçables entre, d'une part, une position déployée dans laquelle ils ouvrent dans la nacelle un passage destiné au flux dévié, et d'autre part, une position d'escamotage dans laquelle ils ferment ce passage. Ces capots mobiles peuvent en outre emplir une fonction de déviation ou simplement d'activation d'autres moyens de déviation. Dans les inverseurs à grilles par exemple, les capots mobiles coulissent le long de rails de manière à ce qu'en reculant lors de la phase d'ouverture, ils découvrent des grilles d'aubes de déviation disposées dans l'épaisseur de la nacelle. Un système de bielles relie ce capot mobile à des portes de blocage qui se déploient à l'intérieur du canal d'éjection et bloquent la sortie en flux direct. Dans les inverseurs à porte en revanche, chaque capot mobile pivote de manière à venir bloquer le flux et le dévier et est donc actif dans cette réorientation. De manière générale, ces capots mobiles sont actionnés par des 25 vérins hydrauliques ou mécaniques à commande pneumatiques ou électriques. Pour des raisons de sécurité évidentes, ces vérins doivent être équipés de verrous destinés à assurer leur maintien en position rétractée et éviter tout déploiement accidentel d'un capot mobile de l'inverseur de poussée. 30 On distingue généralement deux types de verrous, appelés respectivement verrous primaires, montés en double, et verrou tertiaire. Les deux verrous primaires maintiennent chaque capot mobile en position escamotée nominale et reprennent les efforts qui visent à faire translater ledit capot mobile. Ces verrous sont redondants pour couvrir une 35 éventuelle défaillance d'un des verrous primaires, chaque verrou étant dimensionné pour pouvoir reprendre intégralement la somme des efforts visant à faire translater le capot mobile. La fonction du verrou tertiaire est celle d'un système de verrouillage de secours qui est sollicité pour reprendre des efforts visant à faire translater le capot mobile uniquement en cas de défaillance des deux verrous primaires. Ces verrous sont généralement actionnés par l'intermédiaire d'un signal de commande dont l'envoi fait partie de la procédure d'ouverture de l'inverseur. Ils nécessitent donc leur propre alimentation électrique. Ces systèmes de verrouillage répondent par ailleurs à des normes de sécurité strictes, notamment suite à l'accident Lauda Air dans lequel l'ouverture inopinée du système d'inversion de poussée en vol était en cause dans la perte de l'avion. Ces verrous sont des pièces importantes pour la sécurité en vol et il existe toujours un besoin de systèmes de verrouillage à la fois fiables, 15 résistants, légers et simples. Comme expliqué précédemment, les systèmes d'inversion de poussée sont munis de trois lignes de défense de déverrouillage à commande distincte. Les charges aérodynamiques rencontrées en vol fatiguent les verrous et de plus des poussées sont également exercées sur les verrous au sol lors 20 des opérations de maintenance lorsqu'il est nécessaire de déverrouiller manuellement ces verrous. Les systèmes d'inverseur de poussée à commande électrique sont munis d'actionneurs à liaison hélicoïdale, par exemple de type vis à bille et sont actionnés par des moteurs électriques en prise directe sur l'actionneur ou 25 par l'intermédiaire de câbles de transmission mécanique. Ces dispositifs de transmission de puissance rotatifs induisent des chargent inertielles dimensionnantes pour la tenue des butées d'actionneur et de la structure d'inverseur et nécessitent l'emploi de stratégies de décélération de la commande électrique dans les zones de fin de course. 30 La présente invention a pour but de proposer un système d'inversion de poussée globalement plus fiable et moins sujet à une usure prématurée de certains de ses constituants mécaniques. La présente invention se rapporte pour se faire à un inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur comprenant au moins un capot mobile 35 monté sur une structure fixe d'inverseur entre une position de fermeture dans laquelle ils assurent la continuité aérodynamique de la nacelle et désactivent des moyens de déviation d'au moins une partie du flux d'air et une position d'ouverture dans laquelle ils ouvrent un passage dans la nacelle et activent lesdits moyens de déviation, chaque capot mobile étant apte à être déplacé entre ces deux positions par au moins un moyens d'actionnement, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sont associés à au moins un moyen de freinage mécanique desdits moyens d'actionnement. Ainsi, la mise en place de moyens de freinage mécanique des moyens d'actionnement de capots mobiles permet, d'une part, de disposer d'une sécurité additionnelle en cas de défaillance moteur ou électronique, mais également de disposer d'un système de retenue des moyens d'actionnement qui peuvent alors être légèrement prétendu à l'encontre des moyens de freinage. Cette dernière caractéristique permet d'induire dans le système d'inversion de poussée une précharge lorsque les capots mobiles sont en 15 position de fermeture. En vol, cette précharge permet une meilleure absorption des vibrations et des mouvements relatifs entre les pièces, ce qui en diminue la fatigue mécanique. Par ailleurs, bien que n'étant pas un système de verrouillage proprement dit, les moyens de freinage contribue sensiblement au 20 maintien de l'inverseur en position de fermeture. Au sol, lors d'opération de maintenance, cette précharge permet de réduire les tensions s'exerçant sur les moyens de verrouillage des demi-parties entre elles, ce qui permet d'en faciliter le déverrouillage et en réduit l'usure par fatigue. 25 En cas de panne moteur ou électronique lors d'une manoeuvre de fermeture de l'inverseur, les moyens de freinage pourront permettre d'arrêter le système et d'éviter une arrivée violente des capots mobiles sur les butées ultimes. De manière préférentielle, les moyens d'actionnement sont des 30 moyens d'actionnerent électriques du type vérins électriques aptes à être entraînés par au moins un moteur électrique associé. Avantageusement, les moyens de freinage sont mis en oeuvre au niveau du moteur électrique. Avantageusement encore, les moyens de freinage sont disposés 35 de manière à agir au niveau d'un arbre d'entraînement du moteur électrique. De manière préférentielle, les moyens d'actionnement sont entraînés par le biais d'arbres de transmission flexibles. De manière alternative ou complémentaire, les moyens de freinage sont disposés au niveau des arbres de transmission flexibles. Plus particulièrement, les freins pourront être de type à mâchoires venant enserrer l'arbre d'entraînement Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'inverseur est un inverseur à grilles. De manière préférentielle, les moyens de freinage sont associés à 10 des moyens de synchronisation entre eux. Avantageusement, les moyens de freinage sont des moyens de freinage statique possédant une position d'engagement par défaut de courant. Avantageusement encore, les moyens de freinage sont débrayables manuellement. 15 La présente invention se rapporte également à une nacelle pour turboréacteur, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un inverseur de poussée selon l'invention La mise en oeuvre de l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard du dessin annexé 20 dans lequel : La figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'une nacelle intégrant un inverseur de poussée à grilles. La figure 2 est une représentation schématique des capots mobiles et de leur système d'actionnement. 25 La figure 3 est une représentation schématique du système d'entraînement de la figure 2. Avant d,e décrire en détail un mode de réalisation de l'invention, il est important de préciser que le système décrit n'est pas limité à un type d'inverseur particulier. 30 Bien qu'illustré par un inverseur à grilles à actionnement électrique, il est bien évidemrnent possible d'appliquer le principe de l'invention à un actionnement pneumatique ou hydraulique, ainsi qu'à un autre type d'inverseur, par exemple à portes. Un inverseur de poussée 1 à grilles possède généralement une 35 structure comprenant deux capots mobiles 2 semi-circulaire susceptibles de coulisser le long de rails (non représentés) pour découvrir des grilles d'aubes de déviation placées entre les capots mobiles 2 et une section de passage du flux d'air à dévier. Des portes de blocage sont disposées à l'intérieur de la structure de manière à pouvoir pivoter et passer d'une position dans laquelle elles ne gênent pas le passage du flux d'air 4 à une position dans laquelle elles bloquent ce passage. Afin de coordonner l'ouverture des capots mobiles 2 avec une position obturante des portes de blocage, celles-ci sont mécaniquement reliées au capot mobile 2 par des charnières et à la structure fixe par un système de bielles. Le déplacement des capots mobiles 2 sur les rails le long de l'extérieur de la structure est assurée par un ensemble de vérins 6a, 6b montés sur un cadre avant à l'intérieur duquel sont logés un moteur électrique 7 et des arbres flexibles de transmission 8a, 8b respectivement connectés aux vérins 6a, 6b pour les actionner. Plus précisément, chaque capot mobile 2 peut être translaté le long de ses rails sous l'action de trois vérins 6a, 6b, comprenant un vérin central 6a et deux vérins additionnels 6b, actionnés par un unique moteur électrique 7 relié à une interface de commande 9. La puissance délivrée par le moteur électrique 7 est tout d'abord distribuée aux vérins centraux 6a par l'intermédiaire de deux arbres de transmission flexibles 8a, puis aux vérins additionnels 6b par des arbres de transmission flexibles 8b. De manière complémentaire, chaque vérin central 6a redistribuant le mouvement aux vérins additionnels 6b est équipé d'une boîte de commande manuelle 9 permettant une ouverture ou fermeture manuelle du capot mobile 2 correspondant lors d'opérations de maintenance. Selon l'invention, les moyens d'entraînement des deux capots mobiles 2 sont associés à des moyens de freinage. Les figures 2 et 3 présentent des blocs de freinage 10 disposés de part et d'autre du moteur 7 au niveau d'un arbre d'entraînement pour le capot 30 droit et d'un arbre d'entraînement pour le capot gauche. Les moyens de freinage utilisés pourront être, par exemple un frein statique à manque de courant utilisant une technologie de type frein à disques multiples, à rappel par ressort et/ou à commande électrique de déverrouillage par un actionneur linéaire intégré. 35 Lorsque les capots mobiles 2 de l'inverseur sont rammenés en position fermée sur leur butée respective, le frein est relâché et assure une précharge de la chaîne de transmission flexible permettant d'éviter un contact des verrous mécaniques logés par exemple dans les actionneurs 6a, 6b. Les moyens de freinage 10 seront pilotés au déverrouillage par une ou plusieurs unités de commande (non représentées) lorsque l'inversion de poussée est sélectionnée. Le frein statique peut être utilisé pour immobiliser les capots mobiles 2 dans des cas d'urgences et pour éviter des impacts dynamiques en cas de perte de contrôle de fin de course. Dans le cas du déverrouillage mécanique des verrous pour la maintenance, le frein maintient les capots mobiles 2 sur les butées et non plus sur les verrous inférieurs. Le déverrouillage de ces derniers peut donc s'effectuer sans charge et donc sans usure sur lesdits verrous. Un mécanisme d'inhibition du frein à commande manuelle est également installé. Ce mécanisme peut être un simple levier contrant la poussée des ressorts, par exemple, et ainsi libérer les disques. L'actionnement de ce levier permettra d'entraîner librement les capots mobiles 2 puis de les sécuriser dans la position voulue en réengageant le frein. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Inverseur (1) de poussée pour nacelle de turboréacteur comprenant au moins un capot mobile (2) monté sur une structure fixe d'inverseur entre une position de fermeture dans laquelle ils assurent la continuité aérodynamique de la nacelle et désactivent des moyens de déviation (3) d'au moins une partie du flux d'air et une position d'ouverture dans laquelle ils ouvrent un passage dans la nacelle et activent lesdits moyens de déviation, chaque capot mobile étant apte à être déplacé entre ces deux positions par au moins un moyens d'actionnement (6a, 6b), caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sont associés à au moins un moyen de freinage (10) mécanique desdits moyens d'actionnement. 2. Inverseur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement sont des moyens d'actionnement électriques du type vérins électriques (6a, 6b) aptes à être entraînés par au moins un moteur électrique associé (7). 3. Inverseur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de freinage (10) sont mis en oeuvre au niveau du moteur électrique (7). 4. Inverseur (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de freinage (10) sont disposés de manière à agir au niveau d'un arbre 25 d'entraînement du moteur électrique (7). 5. Inverseur (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (6a, 6b) sont entraînés par le biais d'arbres de transmission flexibles (8a, 8b). 6. Inverseur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de freinage sont disposés au niveau des arbres de transmission flexibles (8a, 8b). 35 7. Inverseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'inverseur est un inverseur à grilles (3). 30 5 8. Inverseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de freinage (10) sont associés à des moyens de synchronisation entre eux. 9. Inverseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de freinage (10) sont des moyens de freinage statique possédant une position d'engagement par défaut de courant. 10 10. Inverseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de freinage (10) sont débrayables manuellement.