Brevet FR3019590A1 — publié le 20151009

La présente invention concerne un système de verrouillage d'un inverseur de poussée à portes pour une nacelle de turboréacteur, ainsi qu'une nacelle de turboréacteur comportant un tel système de verrouillage. Les ensembles de motorisation pour les aéronefs comportent généralement une nacelle formant une enveloppe extérieure globalement de révolution, recevant à l'intérieur un turboréacteur disposé suivant l'axe longitudinal de cette nacelle. Le turboréacteur reçoit de l'air frais venant du côté amont ou avant, et rejette du côté aval ou arrière les gaz chauds issus de la combustion du carburant, qui donnent une certaine poussée. Les turboréacteurs à double flux présentent autour de ce turboréacteur des aubes de soufflante générant un flux secondaire important d'air froid le long d'une veine annulaire passant entre le moteur et la nacelle, qui apporte la majeure partie de la poussée sur les avions de transport civil. Un type d'inverseur de poussé connu, présenté notamment par le document WO-A1-2008/142243, comporte un inverseur de poussée équipé de portes disposées à l'arrière de la nacelle, qui pivotent chacune suivant un axe transversal pour se déployer afin de fermer partiellement le flux d'air vers l'arrière. Dans leurs positions ouvertes ou déployées, les portes dévient le flux d'air radialement vers l'extérieur en passant par des ouvertures transversales de contre-poussée dégagées par ce déploiement, et orientent ce flux vers l'avant. L'ouverture de l'inverseur est commandée par des actionneurs qui peuvent être électriques ou hydrauliques. Généralement le déploiement complet des portes ne s'effectue que pour les plus faibles vitesses de l'aéronef, quand il roule sur la piste d'atterrissage. Une ouverture de ces portes en vol peut être envisagée suivant un angle limité, afin que les contraintes mécaniques liées aux efforts aérodynamiques dus à la vitesse ne soient pas trop fortes. On doit alors prévoir dans ce cas des actionneurs de portes qui 30 maintiennent une position intermédiaire de ces portes, entre les deux fins de course de la position fermée et de la position entièrement déployée. Les actionneurs sont alors soumis à une contrainte permanente pendant un temps long, ce qui entraîne un travail en fatigue nécessitant un dimensionnement particulier pour obtenir la fiabilité et la sécurité nécessaire. De plus cette solution doit être sécurisée de différentes manières pour des pannes simples. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un système de verrouillage de position des portes d'un inverseur de poussée d'une nacelle de turboréacteur, ces portes commandées par des actionneurs, basculant chacune autour d'un pivot transversal afin de fermer en partie le flux d'air pour le diriger vers l'avant, caractérisé en ce qu'il comporte des verrous prévus pour verrouiller une position d'ouverture intermédiaire des portes, entre la position fermée et la position entièrement déployée. Un avantage de ce système de verrouillage est que l'actionnement des verrous peut de manière simple, économique et efficace, bloquer une position intermédiaire d'ouverture des portes qui correspond notamment à l'ouverture maximum admissible en vol, sans solliciter les actionneurs des portes pour maintenir cette position, qui ne travaillent alors pas en fatigue. Le système de verrouillage selon l'invention peut comporter de plus une 20 ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le système de verrouillage comporte des cames liées en rotation aux pivots des portes, sur lesquelles agissent les verrous. Ce système à came est simple et efficace. 25 En particulier, chaque came peut comporter une partie extérieure en forme de spirale, qui se termine par un décrochement dans lequel vient s'ajuster le verrou pour assurer le blocage de cette came. Avantageusement, les verrous sont guidés axialement pour coulisser et venir dans la position verrouillée. Le guidage axial permet de résister à des 30 efforts latéraux importants. Dans ce cas, le système de verrouillage peut comporter deux verrous montés en opposition, qui sont commandés simultanément pour s'écarter l'un de l'autre, et verrouiller chacun une des portes de l'inverseur. L'effort de l'actionneur des verrous peut ainsi s'équilibrer entre ces deux verrous. Avantageusement, le système de verrouillage comporte des moyens qui en l'absence d'effort de l'actionneur des verrous, maintiennent bloquée la 5 position verrouillée de ces verrous pour une force axiale appliquée dessus. On assure ainsi facilement la sécurité du verrouillage. En particulier les moyens peuvent comporter deux biellettes commandant chacune un des verrous, reliées entre elles par un axe transversal, pour la position d'ouverture intermédiaire ces biellettes venant dans une position 10 sensiblement alignée suivant l'axe de ces verrous. Avantageusement, le système de verrouillage comporte des ressorts appliquant une pression qui tend à mettre les verrous dans la position de verrouillage de la position d'ouverture intermédiaire des portes. La position est ainsi maintenue en l'absence de commande. 15 Dans ce cas, chaque biellette peut recevoir l'appui permanent d'un ressort. L'invention a aussi pour objet une nacelle de turboréacteur disposant d'un inverseur de poussée à portes équipé d'un système de verrouillage comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. 20 L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue d'un inverseur de poussée selon l'invention, qui est coupé dans un plan axial de symétrie entre les deux portes ; 25 - la figure 2 est une demi-vue de côté de cet inverseur ; - la figure 3 est une vue de côté présentant les extrémités des pivots des deux portes, la position intermédiaire des portes n'étant pas verrouillée ; et - la figure 4 est la même vue, la position intermédiaire des portes étant verrouillée. 30 Les figures 1 et 2 présentent une structure circulaire fixe 2 se trouvant à l'arrière d'une nacelle recevant un turboréacteur disposé suivant un axe principal, qui rejette un flux de gaz vers l'arrière indiqué par la flèche « AR ». Les demi-vues de ces figures sont coupées par le plan de symétrie entre les deux portes 4, qui dans l'aéronef peut disposer d'une inclinaison quelconque. L'ensemble de l'inverseur de poussée comporte un plan axial de symétrie qui est perpendiculaire au plan de symétrie entre les deux portes 4. Chaque côté de la structure fixe 2 comporte un bras latéral 10 s'étendant vers l'arrière, recevant dans chaque angle de sa partie arrière un pivot transversal 6 d'une porte formant un capot 4. Chaque porte 4 peut basculer autour de ses deux pivots transversaux 6 en soulevant la partie avant, comme présenté figures 1 et 2, pour d'une part sensiblement fermer le passage vers l'arrière des gaz venant du turboréacteur et de la veine annulaire l'entourant, et d'autre part dévier ce flux vers l'avant en passant par les ouvertures transversales de contre-poussée 8 ouvertes par ce basculement, pour le renvoyer partiellement vers l'avant. L'avant de chaque capot 4 comporte au centre et de chaque côté un 15 crochet 12 venant se fixer dans un verrou 14 lié à la structure fixe 2, quand ce capot est fermé. Un bord de déviation 16 prolonge la partie arrière de la structure fixe 2, en s'avançant dans l'ouverture de contre-poussée 8. La structure fixe 2 reçoit de chaque côté de l'ouverture de contre-poussée 8, un flanc 18 disposé dans la 20 continuation du bord de déviation 16. La figure 3 présente l'extrémité de chaque pivot d'une porte de l'inverseur de poussée, maintenue dans le bras latéral 10, qui reçoit une came 20 disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe de ce pivot. La came comporte un profil extérieur formant une spirale de rayon croissant 22, qui se termine par 25 un décrochement vers l'intérieur 24. Le bras latéral 10 supporte un actionneur électrique 26 comprenant une bielle de commande 28 disposée parallèlement à l'axe de la nacelle, dans le plan horizontal de symétrie entre les deux portes 4. La bielle de commande 28 coulisse axialement sous l'effet de son actionneur 26. 30 Un axe transversal 32 guidé dans un perçage transversal de l'extrémité arrière de la bielle de commande 28, est engagé de chaque côté de cette bielle dans un perçage de l'extrémité avant d'une biellette 30. Les deux biellettes 30 sont ainsi articulées autour de l'extrémité arrière de la bielle 28, dans un plan perpendiculaire aux pivots des portes de l'inverseur de poussée. L'extrémité inférieure de l'axe transversal 32 circule dans une rainure longitudinale 38 creusée dans le bras latéral 10. L'extrémité arrière de chaque biellette 30 est liée par un axe transversal 34 à l'extrémité appelée intérieure d'un verrou coulissant 36. Les deux verrous 36 alignés entre eux, sont guidés de manière coulissante dans un perçage du bras latéral 10, suivant un axe passant par les deux pivots des portes. Chaque biellette 30 reçoit l'appui permanent d'une lame de ressort 40 qui est fixée sur une nervure du bras latéral 10, afin d'appliquer un effort tendant à reculer ces biellettes pour écarter les verrous 36 vers l'extérieur. Les ressorts 40 aident au recul de la bielle de commande 28 lors du mouvement de l'actionneur 26. Quand la bielle de commande 28 est dans sa position avant, comme présenté figure 3, les deux biellettes 30 forme un angle d'environ 45° avec cette bielle. Les deux axes transversaux 34 des extrémités arrière des biellettes 30 sont rapprochés, les deux verrous 36 sont alors tirés vers l'intérieur. L'extrémité extérieure de chaque verrou 36 est alors éloignée de la came 20 20, elle ne peut pas s'engager dans le décrochement 24 de cette came. La came 20 peut tourner librement dans un sens ou dans l'autre, sans être arrêtée par le verrou 26. Quand la bielle de commande 28 est dans sa position arrière, comme présenté figure 4, les deux biellettes 30 sont sensiblement alignées, formant un 25 angle droit avec cette bielle. Les deux axes transversaux 34 des extrémités arrière des biellettes 30 sont éloignés, les deux verrous 36 sont alors poussés vers l'extérieur dans une position verrouillée. L'extrémité extérieure de chaque verrou 36 est dans ce cas engagée dans le décrochement 24 de la came 20. La came 20 est alors bloquée dans une 30 position angulaire correspondant à une ouverture intermédiaire de la porte, avec un sens de rotation possible permettant seulement une fermeture de cette porte. L'ouverture intermédiaire de la porte correspond à la position d'ouverture maximum admissible pour l'aéronef en vol, de manière à ne pas générer de contraintes trop importantes dans l'inverseur de poussée. Grâce au profil extérieur en spirale 22 de la came 20, on peut avoir quand les portes de l'inverseur de poussée sont fermées une fermeture des verrous 36 par l'actionneur 26, qui viennent en appui sur ce profil en spirale. Les verrous 36 glissent alors ensuite sur le profil en spirale 22 pendant l'ouverture des portes, pour venir bloquer la position intermédiaire quand le décrochement 24 vient en appui sur ces verrous, et empêcher une ouverture plus grande. On notera que la position verrouillée vers l'extérieur des verrous 36 est complètement bloquée par la position alignée des biellettes 30, maintenue par l'appui vers l'arrière des ressorts 40. Quelle que soit la force axiale appliquée vers l'intérieur sur les verrous 36, les biellettes 30 ne peuvent plus s'incliner, ce qui évite une rétractation de ces verrous. Avantageusement des capteurs de position permettent de contrôler la position des verrous 36 ou de leurs éléments de commande, afin de sécuriser ce système de verrouillage. Dans le cas d'une perte de contrôle des actionneurs de l'inverseur de poussée, les ressorts 40 agissent alors pour reculer les biellettes 30 et sortir 20 les verrous 36 vers l'extérieur. Les portes de l'inverseur ne peuvent alors pas dépasser la position intermédiaire, ce qui assure la sécurité pendant les vols. Pour une ouverture complète de l'inverseur de poussée, qui peut se faire lorsque l'aéronef touche la piste, il faut alors commander une rétractation des verrous 36. En particulier on peut détecter ce contact sur la piste par une 25 charge sur les roues de l'aéronef, afin de sécuriser cette ouverture complète. On assure ainsi facilement la sécurité des verrous dans la position verrouillée pour un inverseur de poussée qui peut être ouvert en vol, l'actionneur 26 ne consommant pas d'énergie et ne subissant pas de contrainte, ce qui permet de lui assurer facilement une bonne fiabilité. 30 Par ailleurs dans le cas de deux portes d'inverseur qui sont reliées entre elles dans leurs mouvements de déploiement, chaque verrou 36 bloquant une des portes est avantageusement dimensionné pour maintenir l'autre porte de manière à assurer une sécurité en cas de défaillance d'un des verrous. REVENDICATIONS1 - Système de verrouillage de position des portes (4) d'un inverseur de poussée d'une nacelle de turboréacteur, ces portes commandées par des actionneurs, basculant chacune autour d'un pivot transversal (6) afin de fermer en partie le flux d'air pour le diriger vers l'avant, caractérisé en ce qu'il comporte des verrous (36) prévus pour verrouiller une position d'ouverture intermédiaire des portes (4), entre la position fermée et la position entièrement déployée. 2 - Système de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des cames (20) liées en rotation aux pivots des portes (4), sur lesquelles agissent les verrous (36). 3 - Système de verrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque came (20) comporte une partie extérieure en forme de spirale (22), 15 qui se termine par un décrochement (24) dans lequel vient s'ajuster le verrou (36) pour assurer le blocage de cette came. 4 - Système de verrouillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les verrous (36) sont guidés axialement pour coulisser et venir dans la position verrouillée. 20 5 - Système de verrouillage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux verrous (36) montés en opposition, qui sont commandés simultanément pour s'écarter l'un de l'autre, et verrouiller chacun une des portes de l'inverseur (4). 6 - Système de verrouillage selon la revendication 5, caractérisé en ce 25 qu'il comporte des moyens (30) qui en l'absence d'effort de l'actionneur (26) des verrous (36), maintiennent bloquée la position verrouillée de ces verrous pour une force axiale appliquée dessus. 7 - Système de verrouillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens comportent deux biellettes (30) commandant chacune un des 30 verrous (36), reliées entre elles par un axe transversal (32), pour la position d'ouverture intermédiaire ces biellettes venant dans une position sensiblement alignée suivant l'axe de ces verrous. 8 - Système de verrouillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des ressorts (40) appliquant une pression qui tend à mettre les verrous (36) dans la position de verrouillage de la position d'ouverture intermédiaire des portes (4). 9 - Système de verrouillage selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque biellette (30) reçoit l'appui permanent d'un ressort (40). - Nacelle de turboréacteur disposant d'un inverseur de poussée à portes (4) équipé d'un système de verrouillage, caractérisée en ce que ce système de verrouillage est réalisé selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes.