Brevet FR2970519A1 — publié le 20120720

VOLET INTERNE COMMANDE, TUYERE LE COMPRENANT, TURBOMACHINE D'AERONEF COMPRENANT UNE TELLE TUYERE DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des tuyères à section variable équipant certaines turbomachines d'aéronef, notamment certains turboréacteurs d'avion militaire équipés d'un système 10 de postcombustion, parfois appelé réchauffe. L'invention concerne plus spécifiquement un volet commandé pour une telle tuyère. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les figures 1 et 2 illustrent un exemple de 15 tuyère 10 de turbomachine d'un type connu, comprenant une rangée annulaire 12 de volets internes destinés à moduler la section de sortie de la tuyère, ainsi qu'une rangée annulaire 13 de volets externes destinés à orienter les gaz de propulsion produits par la 20 turbomachine et éjectés par la tuyère. Les volets internes 12 sont couramment appelés « volets chauds » du fait qu'ils délimitent extérieurement un espace 14 d'écoulement des gaz chauds de propulsion de la turbomachine, et par opposition, 25 les volets externes 13 sont couramment appelés « volets froids ». Ces derniers délimitent avec les volets internes 12 un espace 15 d'écoulement d'un flux d'air de refroidissement. D'une manière conventionnelle, les volets 30 internes 12 comprennent des volets commandés 16 2 disposés circonférentiellement en alternance avec des volets suiveurs 18. Plusieurs volets commandés 16 sont reliés à un vérin de commande 20 (figure 2) destiné à l'entraînement des volets autour de leur axe de pivotement respectif 22, tandis que les volets suiveurs 18 sont chacun reliés mécaniquement aux deux volets commandés adjacents par des éléments de liaison 24 de manière à être entraînés autour de leur axe de pivotement respectif par les volets commandés 16. Chaque volet commandé 16 comporte une plaque de volet 26 et un levier de manoeuvre 28. La plaque de volet 26 est une plaque pleine et présente une face interne 30 (figure 1) destinée à délimiter l'espace d'écoulement 14 des gaz de propulsion, et une face externe 32 opposée à sa face interne 30. Le levier de manoeuvre 28 s'étend en regard de la face externe 32 précitée et est monté rotatif autour de l'axe de pivotement 22 du volet 16. Ce levier de manoeuvre 28 comporte notamment une partie de fixation 34 destinée à le relier mécaniquement à la plaque de volet 26 et une partie de liaison 38 permettant de relier le levier de manoeuvre 28 au vérin de commande 20 correspondant. Par ailleurs, la tuyère 10 comporte des moyens d'articulation 40 qui relient chaque levier de manoeuvre 28 aux deux leviers de manoeuvre 28 qui lui sont adjacents de sorte que l'ensemble des leviers de manoeuvre 28 de la tuyère forme un dispositif commun 3 synchronisé d'entraînement en rotation des volets internes 12. La partie de fixation 34 de chaque levier de manoeuvre 28 comprend deux douilles 42 qui sont par exemple agencées à l'extrémité aval de deux bras 44 du levier de manoeuvre 28. Chaque volet commandé 16 comprend en outre des moyens de liaison 46 permettant une liaison mécanique réversible entre la plaque 26 du volet et la partie de fixation 34 de son levier de manoeuvre 28. Ces moyens de liaison 46 comprennent par exemple une platine 48 formée sur la face externe 32 de la plaque de volet 26 et pourvue de deux orifices traversant la plaque de volet 26, deux vis 50 traversant chacune l'un des deux orifices précités de la platine 48 et l'une des douilles 42 du levier de manoeuvre 28 et comprenant chacune une tête de retenue 52 à leur extrémité orientée radialement vers l'intérieur de la tuyère, ainsi que deux écrous de retenue 54 montés sur les extrémités respectives des vis 50 orientées radialement vers l'extérieur de la tuyère. La tête de retenue 52 de chacune des vis 50 est pourvue d'un méplat 56 (figure 3) coopérant avec un méplat de forme conjuguée formé dans la surface interne de l'orifice correspondant de la platine 48 pour éviter toute rotation de la vis 50 à l'intérieur de la douille 42 correspondante, notamment lors du vissage ou du dévissage de l'écrou de retenue 54 correspondant sur la vis 50. Toutefois, le demandeur a constaté que les vis 50 présentent un risque de cassure, en particulier 4 lors de leur démontage, notamment au cours d'opérations de maintenance. Ce risque semble pourvoir s'expliquer par le fait que ces vis seraient soumises à d'importantes contraintes en traction induites par un gradient thermique radial élevé au sein de ces vis. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ce problème. Elle a en particulier pour but de réduire le risque d'endommagement des moyens reliant de manière réversible la plaque d'un volet interne commandé de tuyère à section variable à son levier de manoeuvre. L'invention propose à cet effet un volet interne commandé pour tuyère à section variable de turbomachine d'aéronef, comprenant une plaque de volet présentant une face interne destinée à délimiter un espace d'écoulement de gaz de propulsion dans une telle turbomachine et une face externe opposée à sa face interne, un levier de manoeuvre comportant une partie de fixation prévue pour la fixation de la plaque de volet au levier de manoeuvre et une partie de liaison prévue pour relier le levier de manoeuvre à un organe de commande destiné à l'entraînement du volet en rotation autour d'un axe de pivotement correspondant. Le volet comporte en outre des moyens de liaison permettant une liaison mécanique réversible de la plaque de volet à la partie de fixation précitée du levier de manoeuvre. Selon l'invention, les moyens de liaison du volet s'étendent entièrement du côté de la face externe de la plaque de volet d'une manière telle que ces moyens de liaison soient masqués des gaz de 5 propulsion par la plaque de volet. L'invention propose ainsi une manière particulièrement simple et efficace de séparer entièrement les moyens de liaison de l'espace d'écoulement des gaz de propulsion. De cette façon, les moyens de liaison sont protégés des gaz de propulsion par la plaque de volet, ce qui permet de réduire considérablement le gradient thermique, et donc les efforts thermomécaniques, au sein de ces moyens de liaison. De plus, il est apparu que l'invention permettait de réduire les perturbations de l'écoulement des gaz de propulsion. Ceci peut s'expliquer par le fait que dans les tuyères de l'art antérieur, les têtes de retenue des vis des moyens de liaison affleuraient en créant une discontinuité au niveau de la face interne de la plaque des volets internes commandés. Les moyens de liaison pouvaient ainsi perturber les gaz de propulsion par un effet d'accroche-flamme. L'invention permet au contraire de rendre la face interne de la plaque de volet continue, et donc d'éviter toute interaction entre les moyens de liaison précités et les gaz de propulsion. Les moyens de liaison comprennent avantageusement au moins une tige de liaison destinée à 6 être insérée dans une douille correspondante de la partie de fixation précitée du levier de manoeuvre. Le nombre de tiges de liaison et de douilles associées est par exemple égal à deux. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, chaque tige de liaison comporte une extrémité proximale intégrée d'un seul tenant à la plaque de volet. Cela permet de garantir que chaque tige de liaison soit fixe par rapport à la plaque de volet, y compris lors du montage et du démontage de moyens de retenue à l'autre extrémité de la tige pour assurer la retenue de la partie de fixation du levier de manoeuvre. Comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit, un exemple de tels moyens de retenue est constitué par un écrou de retenue semblable aux écrous utilisés dans les tuyères de l'art antérieur du type décrit ci-dessus. Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, la plaque de volet intégrant chaque tige de liaison est par exemple réalisée par fonderie. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens de liaison comprennent, associé à chaque tige de liaison, un orifice borgne débouchant dans la face externe de la plaque de volet pour recevoir une extrémité proximale de la tige de liaison correspondante. Dans ce cas, la fabrication de la plaque de volet peut être particulièrement simple et peu coûteuse. 7 Dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention, chaque orifice borgne et l'extrémité proximale de chaque tige de liaison présentent des filetages respectifs complémentaires. Les filetages précités forment un exemple de moyens de retenue des tiges de liaison à l'intérieur des orifices borgnes précités. Dans ce cas, chaque tige de liaison comporte de préférence des moyens de blocage en rotation par rapport à la plaque de volet pour réduire les risques de dévissage de la tige de liaison lors de la solidarisation ou de la désolidarisation du levier de manoeuvre et de la plaque de volet. A cet effet, les filetages précités peuvent être auto-freinants et constituer ainsi lesdits moyens de blocage en rotation. En variante, chaque tige de liaison peut comporter des moyens d'engagement configurés pour pouvoir coopérer avec un outil de blocage approprié. Ces moyens d'engagement prennent par exemple la forme d'une partie d'engagement de la tige de liaison présentant un profil de section transversale polygonale et destinée à coopérer avec une clé de forme conjuguée. D'une manière générale, chaque tige de liaison comporte avantageusement un filetage destiné au montage d'un écrou de retenue du levier de manoeuvre. L'invention concerne également une tuyère à section variable pour turbomachine d'aéronef, comprenant au moins un volet interne commandé du type 8 décrit ci-dessus ainsi qu'un organe de commande relié au levier de manoeuvre du volet. La tuyère comprend de préférence une pluralité de volets internes commandés du type décrit ci-dessus disposés circonférentiellement en alternance avec une pluralité de volets internes suiveurs dont chacun est relié aux deux volets internes commandés qui lui sont adjacents. Les leviers de manoeuvre respectifs des volets internes commandés sont avantageusement reliés entre eux de manière à former un dispositif commun synchronisé d'inclinaison des volets internes. D'une manière connue en soi, chaque organe de commande des volets internes commandés de la tuyère 15 prend par exemple la forme d'un vérin. D'une manière également connue en soi, la tuyère comprend avantageusement une pluralité de volets internes montés circonférentiellement bout-à-bout et une pluralité de volets externes montés 20 circonférentiellement bout-à-bout et délimitant conjointement avec les volets internes un espace d'écoulement d'un flux d'air de refroidissement. L'invention concerne encore une turbomachine pour aéronef, telle qu'un turboréacteur 25 pour avion militaire, comprenant une tuyère du type décrit ci-dessus. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de 30 celle-ci apparaîtront à la lecture de la description 9 suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1, déjà décrite, est une vue schématique partielle en coupe axiale d'une tuyère dans une turbomachine d'aéronef ; - la figure 2, déjà décrite, est une vue schématique partielle en perspective de la tuyère de la figure 1 ; la figure 3, déjà décrite, est une vue schématique d'une vis destinée à relier la plaque d'un volet interne de la tuyère de la figure 1 au levier de manoeuvre de ce volet interne ; la figure 4 est une vue schématique partielle en perspective de la plaque d'un volet interne commandé de tuyère selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 est une vue schématique partielle en perspective de la plaque d'un volet interne commandé de tuyère selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 est une vue schématique partielle en perspective du volet de la figure 5, dont les tiges de liaison sont démontées de la plaque de volet ; la figure 7 est une vue schématique partielle en coupe longitudinale selon le plan A-A de la figure 6, et à plus grande échelle, du volet de la figure 5. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. 10 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PREFERES Les figures 4 à 7 illustrent une partie d'un volet interne commandé 16 d'une tuyère à section variable d'une turbomachine d'aéronef, telle qu'un turboréacteur d'avion militaire, selon l'invention. Ces figures représentent en particulier la plaque 26 du volet 16 et des moyens de liaison 46 destinés à relier cette plaque 26 à un levier de manoeuvre de ce volet (non visible sur ces figures), semblable à celui des figures 1 et 2. Sur l'ensemble de ces figures, la plaque de volet 26 est une plaque pleine à l'instar de celle des figures 1 à 3. La figure 4 illustre une partie d'un volet 15 interne commandé 16 conforme à un premier mode de réalisation de l'invention. Le volet 16 de la figure 4 se distingue des volets internes commandés des figures 1 et 2 principalement du fait que les moyens de liaison 46 de 20 celui-ci comprennent deux tiges de liaison 60 réalisées d'un seul tenant avec la plaque de volet 26, par exemple par fonderie. Chaque tige de liaison 60 comporte une extrémité distale 66 munie d'un filetage destiné au 25 montage d'un écrou de retenue d'une manière analogue à ce qui a été décrit ci-dessus en ce qui concerne les vis 50 des figures 1 à 3. Les figures 5 à 7 illustrent une partie d'un volet interne commandé 16 conforme à un deuxième 30 mode de réalisation de l'invention. 11 Le volet 16 des figures 5 à 7 se distingue du volet de la figure 4 du fait que les moyens de liaison 46 de celui-ci comprennent deux orifices borgnes 58 (figures 6 et 7) ménagés dans la platine 48 de la plaque de volet 26 et débouchant du côté de la face externe 32 de cette plaque de volet 26, ainsi que deux tiges de liaison 68 (figures 5 et 6). Chacune des tiges de liaison 68 comporte une première extrémité filetée 62 proximale destinée à coopérer avec un filetage interne 64 correspondant de chacun des orifices borgnes 58 de sorte que chaque tige de liaison 68 peut être vissée dans un orifice borgne 58 correspondant. De plus, chaque tige de liaison 68 comporte une seconde extrémité filetée 66 distale semblable à celle des tiges de liaison 60 de la figure 4 pour le montage d'un écrou de retenue. Afin d'éviter le dévissage intempestif des tiges de liaison 68 lors du dévissage de l'écrou de retenue correspondant, le filetage de la première extrémité filetée 62 de chacune des tiges de liaison 68 et/ou celui 64 de chacun des orifices borgnes 58 est du type auto-freinant. En variante, chaque tige de liaison 68 peut comporter, au-delà de son extrémité filetée proximale 62, une partie d'engagement conformée pour pouvoir être aisément bloquée en rotation par un outil de blocage approprié tel qu'une clé ou une pince. A cet effet, la partie d'engagement présente par exemple un profil à section transversale polygonale. 12 D'une manière générale, l'invention concerne également une tuyère de turbomachine semblable à celle des figures 1 et 2 mais dont les volets internes commandés 16 sont du type décrit ci-dessus en référence aux figures 4 à 7. REVENDICATIONS1. Volet interne commandé (16) pour tuyère à section variable (10) de turbomachine d'aéronef, comprenant une plaque de volet (26) présentant une face interne (30) destinée à délimiter un espace (14) d'écoulement de gaz de propulsion dans une telle turbomachine et une face externe (32) opposée à ladite face interne (30), un levier de manoeuvre (28) comportant une partie de fixation (34) prévue pour la fixation de ladite plaque de volet (26) audit levier de manoeuvre (28) et une partie de liaison (38) prévue pour relier ledit levier de manoeuvre (28) à un organe de commande (20) destiné à l'entraînement dudit volet (16) en rotation autour d'un axe de pivotement (22) correspondant, ledit volet (16) comportant en outre des moyens de liaison (46, 48, 58, 60, 68) permettant une liaison mécanique réversible de ladite plaque de volet (26) à ladite partie de fixation (34) dudit levier de manoeuvre (28), et ledit volet (16) étant caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison (46) s'étendent entièrement du côté de ladite face externe (32) de la plaque de volet (26) d'une manière telle que lesdits moyens de liaison (46) soient masqués desdits gaz de propulsion par ladite plaque de volet (26). 2. Volet selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison (46) comprennent au moins une tige de liaison (60, 68) destinée à être insérée dans une douille (42) 14 correspondante de ladite partie de fixation (34) dudit levier de manoeuvre (28). 3. Volet selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque tige de liaison (60) comporte une extrémité proximale intégrée d'un seul tenant à ladite plaque de volet. 4. Volet selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison (46) comprennent, associé à chaque tige de liaison (68), un orifice borgne (58) débouchant dans ladite face externe (32) de ladite plaque de volet (26) pour recevoir une extrémité proximale (62) de ladite tige de liaison (68). 5. Volet selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit orifice borgne (58) et ladite extrémité proximale (62) de ladite tige de liaison (68) présentent des filetages respectifs complémentaires. 6. Volet selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque tige de liaison (68) desdits moyens de liaison (46) comporte de préférence des moyens de blocage en rotation par rapport à ladite plaque de volet (26) pouvant coopérer avec un outil de blocage associé. 7. Volet selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que chaque tige de liaison (60, 68) desdits moyens de liaison comporte 15 un filetage (66) destiné au montage d'un écrou de retenue (54) dudit levier de manoeuvre (28). 8. Tuyère à section variable (10) pour turbomachine d'aéronef, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un volet interne commandé (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ainsi qu'un organe de commande (20) relié audit levier de manoeuvre (28) dudit volet (16). 9. Tuyère selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de volets internes (12) montés circonférentiellement boutà-bout et comprend au moins un volet interne commandé (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ainsi qu'une pluralité de volets externes (13) montés circonférentiellement bout-à-bout et délimitant conjointement avec lesdits volets internes (12) un espace (15) d'écoulement d'un flux d'air de refroidissement. 10. Turbomachine pour aéronef, caractérisée en ce qu'elle comprend une tuyère (10) selon la revendication 8 ou 9.25