Brevet FR3038007A1 — publié le 20161230

Arrière-plan de l'invention L'invention concerne les moteurs aéronautiques équipés de tuyère à section variable et, plus particulièrement, les systèmes de liaison entre les volets de la tuyère permettant un mouvement synchronisé de ces derniers. Dans ce type de moteur, la tuyère à section variable comprend des volets internes ou volets chauds canalisant le flux d'air principal ainsi que de volets externes ou volets froids guidant le flux de refroidissement du canal de post combustion. Les volets internes sont actionnés directement par des leviers de commande de façon à modifier le profil du flux primaire du moteur de la turbomachine (i.e. la ou les sections d'éjection selon qu'il s'agit d'un simple convergent ou d'une tuyère convergente/divergente). De manière à synchroniser les mouvements des volets externes sur celui des volets internes, une biellette relie chaque volet externe au levier de commande des volets internes. La biellette est reliée au levier de commande par un axe permettant à celle-ci de basculer lors des mouvements du levier et de transmettre un mouvement de synchronisation au volet externe. Or, afin d'assurer une synchronisation à la fois fiable et précise dans le temps entre les mouvements des volets externes et internes de la tuyère, il faut que l'axe de liaison entre la biellette et le levier soit verrouillé en rotation et en translation. Un tel verrouillage n'est pas aisé car le fort encombrement dans cette zone de la tuyère ne permet pas d'utiliser des dispositifs de fixation classiques. Par conséquent, il existe un besoin pour une solution compacte et fiable permettant d'assurer une bonne tenue dans le temps de la liaison entre la biellette et le levier de commande. Objet et résumé de l'invention A cet effet, l'invention propose un système de synchronisation entre un volet mobile interne et un volet mobile externe d'une tuyère à 35 section variable, le système comprenant au moins un levier fixé à un volet mobile interne et une biellette comprenant une tige comportant à une 3038007 2 extrémité une première tête et à l'autre extrémité une deuxième tête, la première tête étant reliée par un axe au levier tandis que la deuxième tête est reliée au volet mobile externe, caractérisé en ce que l'axe reliant la première tête de la biellette au levier comporte une portion conique 5 maintenue par serrage dans un premier logement conique ménagé dans une chape solidaire du levier et en ce que la portion conique présente un angle de cône supérieur à l'angle de cône du premier logement conique. Ainsi, lorsque l'axe est serré dans la chape, la portion de forme conique est maintenue dans le premier logement conique avec des forces 10 de frottement/friction très élevées, ce qui permet d'assurer un blocage en rotation de l'axe dans la chape, et ce avec un encombrement réduit au niveau de la liaison mobile entre la première tête de la biellette et la chape solidaire du levier. Selon une caractéristique particulière du système de l'invention, 15 celui-ci comprend en outre un manchon rapporté sur l'axe reliant la première tête de la biellette au levier, ledit manchon présentant sur sa surface externe un portion de forme conique maintenue par serrage dans un deuxième logement conique ménagé dans la chape solidaire du levier et en ce que la portion conique du manchon présente un angle de cône 20 supérieur à l'angle de cône du deuxième logement conique. Selon une autre caractéristique particulière du système de l'invention, celui-ci comprend en outre un manchon rapporté sur l'axe reliant la première tête de la biellette au levier, le manchon présentant sur sa surface externe une portion de forme conique maintenue par serrage 25 dans un deuxième logement conique ménagé dans la chape solidaire du levier. La portion conique du manchon présente un angle de cône similaire à l'angle de cône du deuxième logement conique tandis que le manchon comporte au moins une fente. Dans ce cas, le manchon peut comporter une fente s'entendant sur toute la longueur du manchon ou plusieurs 30 fentes s'étendant chacune axialement sur la portion de forme conique du manchon, les fentes étant réparties dans une direction circonférentielle sur la portion de forme conique. Le serrage du manchon dans le deuxième logement conique permet de générer des forces de frottement/friction très élevées entre le 35 manchon et la chape de manière à bloquer en rotation le manchon. En outre, lorsque le manchon comporte un ou plusieurs fentes, le serrage de 3038007 3 celui-ci dans le deuxième logement conique permet de créer des forces de frottement/friction très élevées entre le manchon et l'axe et de participer au blocage en rotation de l'axe dans la chape Selon une autre caractéristique particulière du système de 5 l'invention, l'axe reliant la première tête de la biellette au levier comporte une portion cylindrique en amont de la portion conique, ladite portion cylindrique coopérant avec une première oreille de la première tête de biellette et en ce que le manchon comporte sur sa surface externe une portion cylindrique en aval de la portion conique du manchon, ladite 10 portion cylindrique coopérant avec une deuxième oreille de la première tête de biellette. Cela permet de faciliter et d'assurer un mouvement précis de la première tête de la biellette autour de l'axe. La présente invention a également pour objet un moteur aéronautique comprenant un arrière-corps équipé d'une tuyère à section 15 variable, ladite tuyère comprenant une série de volets mobiles internes et une série de volets mobiles externes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pluralité de systèmes de synchronisation selon l'invention, chacun desdites systèmes synchronisant le mouvement d'un volet externe sur le mouvement d'un volet interne. 20 L'invention a encore pour objet un aéronef comprenant au moins un moteur selon l'invention. Brève description des dessins. L'invention sera mieux comprise à la lecture faite ci-après, à 25 titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en perspective montrant une tuyère à section variable équipé d'un système de synchronisation de volets conformément à un mode de réalisation de l'invention ; 30 - la figure 2 est une vue en coupe radiale de la tuyère de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont respectivement une vue éclatée en perspective et en coupe montrant la liaison mobile entre la biellette et le levier du système de synchronisation de la figure 1 ; - la figure 5 est une vue en coupe de la liaison mobile entre la biellette et le levier du système de synchronisation de la figure 1 ; 3038007 4 - les figures 6 et 7 sont des vues schématiques en perspectives montrant des variantes de réalisation du manchon de la liaison mobile des figures 3 et 4. 5 Description détaillée de modes de réalisation Les figures 1 et 2 montrent une tuyère à section variable 100 comprenant une série de volets mobiles internes ou volets chauds 110, une série de volets mobiles externes 120, un levier de commande 130 relié, d'une part, à un actionneur de type vérin 170 et, d'autre part, à un 10 volet interne 110. Les figures 1 et 2 étant des vues partielles de la tuyère 100, seuls un volet interne 110, un volet externe 120 et un levier de commande 130 sont représentés sur ces figures. La tuyère est bien entendu composée d'une couronne de volets internes 110 et d'une couronne de voltes externes 120 et d'une pluralité de leviers de 15 commande 130 répartis de manière annulaire entre les volets internes 110 et externes 120. Le levier de commande 130 est relié au volet interne 110 par des premier bras 131 et des deuxième bras 132. Sous l'effet de l'actionneur 170, le levier de commande 130 pivote dans la double 20 direction P130 indiquée sur les figures 1 et 2, le volet interne 110 relié au levier 130 pivotant alors dans la même direction afin de modifier (réduire ou agrandir) la section d'éjection de la tuyère 100. Comme représenté sur les figures 1 et 2, le volet externe 120 est relié au levier de commande 130 par une biellette 140. La biellette 140 25 comprend une tige 141 comportant à ses deux extrémités respectivement une première tête 142 et une deuxième tête 143. La première tête 142 est reliée au levier de commande 130 par une première liaison mobile 150 tandis que la deuxième tête 143 est reliée au volet mobile externe 120 par une seconde liaison mobile 160. La biellette 140 assure la synchronisation 30 des mouvements entre le volet interne 110 et le volet externe 120 auxquels elle est reliée en transmettant au volet externe 120 les mouvements de pivotements du levier interne 110 commandés par le levier 130. Comme représentée sur les figures 3 à 5, la première liaison 35 mobile 150 comprend un axe 151 passant à la fois dans une chape 132 solidaire du levier de commande 130 et dans des première et deuxième 3038007 5 oreilles 1420 et 1421 présentes sur la première tête 142 de la biellette 140, un manchon 152, une rondelle 153 et un écrou 154. Dans le mode de réalisation décrit ici, l'axe 151 comporte une tête 1510 à partir de laquelle s'étend une tige 1511 comprenant une portion cylindrique 1512, 5 une portion de forme conique 1513 en aval de la portion cylindrique 1512 et une partie filetée 1514 en aval de la portion de forme conique 1513. La partie filetée 1514 coopère avec un filetage interne 1540 ménagé dans l'écrou 154 pour le serrage de l'axe 151 dans la chape 132 et les oreilles 1420 et 1421. 10 Dans le mode de réalisation décrit ici, la chape 132 comporte un premier logement conique 1320 et un deuxième logement conique 1321 disposés de manière antagoniste, la partie de diamètre le plus faible du premier logement conique 1320 étant en regard de la partie de diamètre le plus faible du deuxième logement conique 1321 sensiblement 15 au centre de la chape 132. La portion de forme conique 1513 de l'axe 151 présente un angle de cône P1513 supérieur à l'angle de cône P1320 du premier logement conique 1320. Ainsi, lorsque l'axe 151 est serré dans la chape 132, la portion de forme conique 1513 est maintenue dans le premier 20 logement conique avec des forces de frottement/friction très élevées, ce qui permet d'assurer un blocage en rotation de l'axe 151 dans la chape 132. Le manchon 152 présente sur sa surface externe une portion de forme conique 1520 qui est maintenue par serrage de l'axe 151 dans le 25 deuxième logement conique 1321 de la chape 132. La portion de forme conique 1520 du manchon 152 présente un angle de cône p1520 qui est supérieur à l'angle de cône P1321 du deuxième logement conique 1321. Le serrage du manchon 152 dans le deuxième logement conique 1321 permet de générer des forces de frottement/friction très élevées entre le 30 manchon 152 et la chape 132 et d'assurer ainsi le blocage en rotation du manchon. L'axe 151 comporte une portion cylindrique 1512 qui est logée dans la première oreille 1420 tandis que le manchon 152 comporte sur sa surface externe une portion cylindrique 1521 en aval de la portion conique 35 1520 et qui est logée dans la deuxième oreille 1421 de la première tête 142 de la biellette 140. L'axe 151 et le manchon 152 comporte donc 3038007 6 chacun une portion cylindrique coopérant respectivement avec les première et deuxième oreilles 1420 et 1421 de la première tête 142 de la biellette 140, ce qui permet de faciliter et d'assurer un mouvement précis de la tête 142 de la bielle 140 autour de l'axe 151. 5 Le manchon 152 qui est bloqué en rotation présente une longueur définie de manière à ménager un jeu entre la rondelle 153 et la deuxième oreille 1521. Cela permet d'éviter le desserrage de l'écrou 154 par les mouvements de la deuxième oreille 1521 qui pourraient se produire si celle-ci était en contact avec la rondelle 153. 10 Le blocage en rotation du manchon peut être également réalisé avec un manchon dont la portion de forme conique présente un angle de cône qui est similaire à l'angle de cône 131321 du deuxième logement conique 1321. La figure 6 représente un manchon 252 qui diffère du manchon 152 déjà décrit en ce qu'il comporte une portion de forme 15 conique 2520 présentant un angle de cône 132520 similaire à l'angle de cône 131321 du deuxième logement conique 1321 tout en comportant une fente 2522 qui s'étend sur toute la longueur du manchon 252, c'est-à-dire qui s'étend à la fois sur la portion de forme conique 2520 et sur la portion cylindrique 2521. 20 La figure 7 représente un manchon 352 qui diffère du manchon 152 déjà décrit en ce qu'il comporte une portion de forme conique 3520 présentant un angle de cône 133520 similaire à l'angle de cône 131321 du deuxième logement conique 1321 tout en comportant des fente 3522 qui s'étendent seulement sur la portion de forme conique 2520, les fentes 25 3522 répartie étant réparties dans une direction circonférentielle sur la portion de forme conique 3520. Le blocage en rotation des manchons 252 et 352 est assuré par la déformation de la fente 2522 ou des fentes 3522 lors du serrage des manchons dans le deuxième logement 1321 de la chape 132 en raison des 30 forces de frottement/friction très élevées. En outre, lors du serrage des manchons 252 et 352 dans le deuxième logement 1321 de la chape 132 des forces de frottement/friction très élevées sont également crées entre le manchon et l'axe 151, ce qui participe au blocage en rotation de l'axe dans la chape. 35 REVENDICATIONS1. Système de synchronisation entre un volet mobile interne (110) et un volet mobile externe (120) d'une tuyère à section variable (100), le système comprenant au moins un levier (130) fixé à un volet mobile interne (110) et une biellette (140) comprenant une tige (141) comportant à une extrémité une première tête (142) et à l'autre extrémité une deuxième tête (143), la première tête (142) étant reliée par un axe (151) au levier (130) tandis que la deuxième (143) tête est reliée au volet mobile externe (120), caractérisé en ce que l'axe (151) reliant la première tête (142) de la biellette (140) au levier (130) comporte une portion conique (1513) maintenue par serrage dans un premier logement conique (1320) ménagé dans une chape (132) solidaire du levier (130) et en ce que ladite portion conique (1513) présente un angle de cône (131513) supérieur à l'angle de cône (81320) du premier logement conique (1320). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un manchon (152) rapporté sur l'axe (151) reliant la première tête (142) de la biellette (140) au levier (130), ledit manchon présentant sur sa surface externe une portion de forme conique (1520) maintenue par serrage dans un deuxième logement conique (1321) ménagé dans la chape (132) solidaire du levier (130) et en ce que la portion conique (1520) du manchon (152) présente un angle de cône (81520) supérieur à l'angle de cône (f31321) du deuxième logement conique (1321). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un manchon (252) rapporté sur l'axe (151) reliant la première tête (142) de la biellette (140) au levier (130), ledit manchon présentant sur sa surface externe une portion de forme conique (2520) maintenue par serrage dans un deuxième logement conique (1321) ménagé dans la chape (132) solidaire du levier (130), la portion conique (2520) du manchon (152) présentant un angle de cône ((32520) similaire à l'angle de cône (81321) du deuxième logement conique (1321) et en ce que ledit manchon comporte au moins une fente (2522). 3038007 8 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon (252) comporte une fente (2522) s'entendant sur toute la longueur dudit manchon. 5 5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon (352) comporte plusieurs fentes (3522) s'étendant chacune axialement sur la portion de forme conique (3520) du manchon, lesdites fentes (3522) étant réparties dans une direction circonférentielle sur la 10 portion de forme conique (3520). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'axe (151) reliant la première tête (142) de la biellette (140) au levier (130) comporte une portion cylindrique (1512) en 15 amont de la portion conique (1511), ladite portion cylindrique (1512) coopérant avec une première oreille (1420) de la première tête (142) de la biellette (140) et en ce que le manchon (152) comporte sur sa surface externe une portion cylindrique (1521) en aval de la portion conique (1520) du manchon, ladite portion cylindrique (1521) coopérant avec une 20 deuxième oreille (1421) de la première tête (142) de la biellette (140). 7. Moteur aéronautique comprenant un arrière-corps équipé d'une tuyère à section variable (100), ladite tuyère comprenant une série de volets mobiles internes (110) et une série de volets mobiles externes 25 (120), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pluralité de systèmes de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, chacun desdites systèmes synchronisant le mouvement d'un volet externe sur le mouvement d'un volet interne. 30 8. Aéronef comprenant au moins un moteur selon la revendication 7.