Brevet FR3077100A1 — publié le 20190726

La présente invention se rapporte à un dispositif d'inversion de poussée pour nacelle de turboréacteur d'aéronef et à une nacelle comportant un tel dispositif d'inversion de poussée. Un aéronef est mû par plusieurs ensembles propulsifs comprenant 5 chacun un turboréacteur logé dans une nacelle. Comme cela est représenté à la figure 1, un ensemble propulsif 1 comprend une nacelle 3 et un turboréacteur 5 par exemple du type double flux, apte à générer, par l'intermédiaire des aubes de la soufflante en rotation, un flux de gaz chauds (également dénommé flux primaire) et un flux d'air froid (également 10 dénommé flux d'air secondaire) qui circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un passage annulaire 7, également appelé veine annulaire, formé entre deux parois concentriques de la nacelle. Les flux primaire et secondaire sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de la nacelle. La nacelle présente généralement une structure tubulaire 15 comprenant une section amont, ou entrée d'air 9, située en amont du turboréacteur, une section médiane 11 destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval 13, destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, embarquant un dispositif d'inversion de poussée, et peut être terminée par une tuyère d'éjection située en aval du turboréacteur. 20 Une configuration courante de dispositif d'inversion de poussée est celle des dispositifs d'inversion de poussée dits « à grilles ». Un tel dispositif d'inversion de poussée, représenté à la figure 2 en position de fonctionnement jet direct, comporte généralement une structure externe comportant un capot externe 15, qui définit, avec une structure interne 17 25 concentrique dite « Inner Fixed Structure» en anglais (IFS), la veine annulaire 7 servant à canaliser le flux d'air froid. La structure interne définit une partie interne de la veine annulaire. Le dispositif d'inversion de poussée comporte un ensemble de grilles de déviation 19, pouvant être attachées à une structure fixe 21 de la nacelle, et logées 30 dans une enveloppe formée par l'espace 23 défini par une paroi externe 25 et une paroi interne 27 du capot externe 15 lorsque la nacelle est en fonctionnement jet direct. Le dispositif d'inversion de poussée comporte en outre au moins un volet de blocage 29 d'au moins une partie du flux d'air secondaire, monté de manière 35 articulée sur le capot externe 15. Dans la position représentée à la figure 2, le volet de blocage 29 se trouve dans une position dite escamotée. 2 Dans ce type d'inverseur de poussée, le capot externe 15 est coulissant. La translation vers l'aval de ce capot coulissant permet de découvrir des grilles de déviation mettant en communication la veine de flux froid et l'extérieur de la nacelle, comme représenté à la figure 3 illustrant le dispositif d'inversion de poussée en fonctionnement jet inversé. Le pivotement du volet de blocage 29 est obtenu par l'action d'une bielle de liaison 31 reliant le volet de blocage 29 à la structure interne 7, lors du déplacement du capot externe 15 vers aval. Lorsque le capot externe 15 se trouve en position translatée vers l'aval de la nacelle, le volet de blocage 29 se trouve dans une position dite déployée dans laquelle le volet de blocage 29 s'étend en partie dans la veine annulaire 7, de manière à dévier une partie du flux d'air secondaire vers les grilles de déviation 19. Ainsi, par l'action combinée des volets de blocage et des grilles d'inversion, le flux froid est redirigé vers l'avant de la nacelle. La bielle de liaison 31 qui relie le volet de blocage 29 à la structure 15 interne 7 comporte une première extrémité 31a montée pivotante sur le volet de blocage 29 et une deuxième extrémité 31b montée pivotante sur une chape 33 fixée sur la structure interne 17. Afin de réduire les pertes de performance aérodynamique dans la veine secondaire de la nacelle, il est connu de fixer un carénage aérodynamique 35 sur la 20 structure interne fixe de la nacelle, de façon à ce que ce carénage aérodynamique recouvre la chape 33. L'ensemble formé par la chape 33 et le carénage aérodynamique 35 fixé sur la paroi interne 17 forme un pied de bielle. Le fait de prévoir deux pièces indépendantes pour former le pied de 25 bielle augmente le temps de fabrication du pied de bielle. De plus, cela rend complexe l'installation de ces pièces dans la veine annulaire 7. Par ailleurs, le dispositif d'inversion de poussée doit être démontable pour effectuer des opérations de maintenance. Les bielles de liaison entre la structure interne fixe et les volets doivent ainsi pouvoir être démontées. Le démontage des 30 bielles, qui sont montées sur la structure interne fixe par l'intermédiaire du pied de bielle qui vient d'être décrit, est relativement complexe car il faut tout d'abord démonter le carénage aérodynamique, puis la chape, puis la bielle. La présente invention vise à résoudre les inconvénients ci-dessus et se rapporte pour ce faire à un dispositif d'inversion de poussée à grilles pour nacelle de 35 turboréacteur d'aéronef, comprenant : - une structure externe comprenant un capot externe translatant, 3 - une structure interne définissant, avec ladite structure externe, une veine annulaire de circulation d'un flux d'air secondaire, - des grilles de déviation du flux d'air secondaire, - au moins un volet de blocage d'au moins une partie du flux d'air 5 secondaire, mobile entre une position escamotée et une position déployée dans laquelle ledit volet de blocage s'étend au moins en partie dans la veine annulaire de manière à dévier au moins une partie du flux d'air secondaire vers lesdites grilles de déviation, - au moins une bielle de liaison dudit au moins un volet de blocage, 10 comportant une tige comportant une première extrémité montée pivotante sur ledit volet de blocage et une deuxième extrémité montée pivotante sur une chape fixée sur la structure interne, de sorte que la translation du capot externe entraîne le passage dudit au moins un volet de blocage alternativement entre ladite position escamotée et ladite position déployée, ledit dispositif d'inversion de poussée étant remarquable en ce que la deuxième extrémité de la tige de ladite bielle de liaison comporte une coque de protection de ladite chape, conçue et agencée pour définir un carénage aérodynamique recouvrant au moins une portion amont de ladite chape lorsque ladite bielle de liaison est dans une position telle que ledit volet de blocage est en position escamotée, et pour 20 découvrir ladite au moins une portion amont de ladite chape lorsque ladite bielle de liaison est dans une position telle que ledit volet de blocage est en position déployée. Ainsi, en prévoyant une coque de protection au niveau de l'extrémité de la bielle de liaison qui est reliée à la chape fixée sur la structure interne, il n'est plus nécessaire de prévoir un assemblage de la coque de protection sur la chape ou sur la 25 structure interne. La coque n'est alors plus fixée à la structure interne comme c'est le cas dans l'art antérieur car elle fait partie intégrante de la bielle. Les inventeurs ont par ailleurs remarqué que la zone dans laquelle est montée la chape n'est pas soumise à des contraintes aérodynamiques trop 30 importantes lorsque le dispositif d'inversion de poussée opère en jet inversé, ce qui permet de disposer d'une coque de protection qui pivote avec la bielle lors de la translation du capot externe, sans risquer un écopage par le flux d'air secondaire. Selon des caractéristiques optionnelles du dispositif d'inversion de poussée de l'invention : 35 - la coque de protection de la bielle de liaison comporte une base et en ce qu'un plan passant par ladite base est sensiblement 4 perpendiculaire à un axe longitudinal de la tige de ladite bielle de liaison ; - selon un premier mode de réalisation, la base de la coque de protection est séparée d'une paroi externe de la structure interne par 5 un jeu lorsque la bielle de liaison est dans une position telle que le volet de blocage est en position escamotée ; - selon un deuxième mode de réalisation, une paroi externe de la structure interne comporte un renfoncement et la base de la coque de protection est logée à l'intérieur dudit renfoncement lorsque la 10 bielle de liaison est dans une position telle que le volet de blocage est en position escamotée. Cela permet de réduire davantage les contraintes aérodynamiques que la base de la coque de protection a à supporter ; - selon une variante commune aux deux modes de réalisation, la bielle 15 de liaison comporte un joint entre la coque de protection et la structure interne, ledit joint s'étendant au moins au niveau d'une portion amont de ladite coque de protection. La présence d'un tel joint partiel ou total entre la base de la coque et la structure interne fixe de la nacelle permet d'éviter l'effet sifflet qui peut se produire lorsqu'une portion du flux d'air secondaire s'engouffre sous la coque ; - la coque de protection et la tige de la bielle de liaison forment un ensemble monobloc ; - alternativement, la coque de protection est rapportée à la tige de la bielle de liaison de façon permanente ; - la chape de la structure interne est une chape double et la deuxième extrémité de la tige de la bielle de liaison comporte une chape simple agencée pour coopérer avec ladite chape double de la structure interne ; - alternativement, la chape de la structure interne est une chape simple et en ce que la deuxième extrémité de la tige de la bielle de liaison comporte une chape double agencée pour coopérer avec ladite chape simple de la structure interne. Cela permet d'améliorer la performance aérodynamique ; - la coque de protection peut être obtenue dans un matériau élastomère. L'utilisation d'un joint entre la coque de protection de la bielle de liaison et la structure interne peut être redondante compte 5 tenu du fait que la coque de protection en matériau élastomère fait office de joint. La présente invention concerne également une nacelle pour 5 turboréacteur d'aéronef, comportant un dispositif d'inversion de poussée selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se 10 reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un ensemble propulsif de l'art antérieur ; - les figures 2 et 3 sont des vues schématiques agrandies, en coupe longitudinale, d'un inverseur de poussée de l'art antérieur, respectivement en 15 position de jet direct et en position de jet inversé ; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du dispositif d'inversion de poussée selon l'invention, en position de jet direct ; - la figure 5 illustre une réalisation de la bielle de liaison selon l'invention ; 20 - les figures 6 et 7 illustrent, respectivement en vue de côté et en vue isométrique, la zone Z de la figure 4, lorsque le dispositif d'inversion de poussée est réalisé selon un premier mode de réalisation et fonctionne en jet direct ; - les figures 8 et 9 illustrent respectivement en vue de côté et en vue isométrique la zone Z de la figure 4, lorsque le dispositif d'inversion de poussée 25 fonctionne en jet inversé ; - la figure 10 est une vue en coupe longitudinale du dispositif d'inversion de poussée selon l'invention en position de jet inversé ; - les figures 11 et 12 illustrent, respectivement en vue de côté et en vue isométrique, la zone Z de la figure 4, lorsque le dispositif d'inversion de poussée 30 est réalisé selon un deuxième mode de réalisation et fonctionne en jet direct. Dans la description et dans les revendications, les termes « amont » et «aval » doivent s'entendre par rapport à la circulation du flux d'air à l'intérieur de l'ensemble propulsif formé par la nacelle et le turboréacteur, c'est-à-dire de la gauche 35 vers la droite en référence à la figure 1. 6 De même, on utilisera à titre non limitatif les expressions « interne» et « externe » en référence à l'éloignement radial par rapport à l'axe longitudinal de la nacelle, l'expression « interne » définissant une zone radialement plus proche de l'axe longitudinal de la nacelle, par opposition à l'expression « externe ». 5 En outre, sur l'ensemble des figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. On se réfère à la figure 4 illustrant le dispositif d'inversion de poussée selon l'invention en fonctionnement jet direct, et à la figure 5 illustrant la bielle de 10 liaison de l'invention. Le dispositif d'inversion de poussée comporte, de façon connue : - une structure externe comprenant un capot externe 15 translatant, qui définit, avec une structure interne 17 concentrique dite « Inner Fixed Structure » en anglais (IFS), la veine annulaire 7 servant à canaliser le flux d'air froid F. La structure 15 interne définit une partie interne de la veine annulaire ; - un ensemble de grilles de déviation 19, pouvant être attachées à une structure fixe 21 de la nacelle, et logées dans une enveloppe formée par l'espace 23 défini par une paroi externe 25 et une paroi interne 27 du capot externe 15 lorsque la nacelle est en fonctionnement jet direct ; 20 - un ensemble de volets de blocage 29 (un seul étant visible à la figure 4) d'une partie du flux d'air secondaire, mobile entre une position escamotée telle que représentée à la figure 4 et une position déployée (visible à la figure 10) dans laquelle le volet de blocage s'étend dans la veine annulaire 7 de manière à dévier une partie du flux d'air secondaire vers les grilles de déviation 19; 25 - un ensemble de bielles de liaison 37 (une seule étant visible à la figure 4) du volet de blocage 29, comportant une tige 39 par exemple rectiligne comportant une première extrémité 39a montée pivotante sur le volet de blocage 29 et une deuxième extrémité 39b montée pivotante sur une chape 41 fixée sur la structure interne 17 30 Selon l'invention, la deuxième extrémité 39b de ladite tige 39 de la bielle 37 comporte une coque de protection 43 de la chape 41. La coque de protection 43 est conçue pour définir un carénage aérodynamique recouvrant au moins une portion amont de la chape 41 lorsque la bielle de liaison se trouve dans une position telle que le volet de blocage 29 est en 35 position escamotée, c'est-à-dire lorsque la nacelle fonctionne en jet direct. A cet effet, la coque de protection 43 peut être réalisée en aluminium. 7 En variante, la coque de protection peut être obtenue dans un matériau assez souple, tel qu'un matériau thermoplastique. L'agencement de la coque de protection 43 par rapport à la tige 39 de la bielle de liaison 37 est tel qu'un plan P passant par une base 45 de la coque de 5 protection 43 est sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal 47 de la tige 39 de la bielle de liaison 37. Selon l'invention, la coque de protection 43 fait partie intégrante de la bielle de liaison 39. A cet effet, la coque de protection 43 et la tige 39 de la bielle forment un ensemble monobloc, c'est-à-dire que la tige 39 n'est pas articulée par 10 rapport à la coque de protection 43. Alternativement, la coque de protection 43 peut être rapportée à la tige 39 de la bielle de liaison de façon permanente, par exemple par l'intermédiaire de rivets. On se réfère aux figures 6 et 7 illustrant respectivement en vue de côté et en vue isométrique la zone Z de la figure 4, lorsque le dispositif d'inversion de poussée 15 fonctionne en jet direct. La coque de protection 43 définit une double concavité : une première autour d'un axe parallèle à un axe longitudinal 47 de la coque de protection 43, et une deuxième autour d'un axe 49 perpendiculaire à l'axe longitudinal 47 de la coque de protection. 20 La bielle de liaison 37 est reliée à la structure interne 17 par l'intermédiaire de la chape 41 fixée sur la structure interne 17. Contrairement à l'art antérieur, la coque de protection 43 n'est ni fixée sur la chape 41, ni fixée sur la structure interne 17. Lorsque la bielle de liaison 37 est montée sur la chape 41 fixée sur la 25 paroi interne 17, et que le volet de blocage auquel la bielle de liaison 37 est reliée occupe une position escamotée, un léger jeu J est défini entre la base 45 de la coque de protection 43 et une paroi externe 51 de la structure interne 17. Selon une variante non représentée, un joint peut être monté sur la bielle de liaison, entre la base de la coque de protection et la structure interne. 30 Le joint peut être partiel, c'est-à-dire qu'il s'étend au niveau d'une portion amont seulement du pourtour de la coque de protection, définie par le bord d'attaque de la coque de protection. Le joint peut en alternative être total, c'est-à-dire qu'il s'étend sur tout le pourtour de la coque de protection. 35 La présence d'un tel joint partiel ou total entre la base de la coque de protection et la structure interne permet d'éviter l'effet sifflet qui peut se produire 8 lorsqu'une portion du flux d'air secondaire venait à s'engouffrer sous la coque de protection. Selon encore une autre variante, la coque de protection peut être réalisée en matériau élastomère. Dans un pareil cas, l'utilisation d'un joint entre la 5 coque de protection de la bielle de liaison et la structure interne peut être redondante compte tenu du fait que la coque de protection en matériau élastomère fait office de joint. On se réfère aux figures 8 et 9 illustrant respectivement en vue de côté et en vue isométrique la zone Z de la figure 4, cette fois-ci lorsque le dispositif 10 d'inversion de poussée fonctionne en jet inversé, c'est-à-dire que les volets de blocage sont en position déployée. Lorsque les volets de blocage (non visibles) sont en position déployée, la bielle de liaison 37 a pivoté autour d'un axe 53 de la chape 41 fixée à la structure interne 17. Il faut comprendre que non seulement la tige 39 de la bielle de liaison 41, 15 mais aussi la coque de protection 43, ont pivoté autour de l'axe 53 de la chape 41, contrairement à l'art antérieur où la coque de protection demeure fixe par rapport à la chape. Selon l'invention, la coque de protection découvre ainsi une portion amont 55 de la chape 41 lorsque la bielle de liaison 37 a pivoté et se trouve dans une 20 position telle que le volet de blocage est en position déployée. Afin d'éviter une interférence entre la coque de protection 43 et la structure interne 17 lorsque la coque de protection pivote autour de l'axe 53 de la chape, la coque de protection s'étend de manière préférée en amont de la tige 39 de la bielle de liaison 37 lorsque la bielle de liaison 37 est montée dans le dispositif 25 d'inversion de poussée. Comme illustré à la figure 9, la chape 41 fixée à la structure interne est une chape double, tandis que la deuxième extrémité 39b de la tige 39 de la bielle de liaison 37 comporte une chape simple coopérant avec la chape 41 double. En variante, la chape 41 fixée à la structure interne est une chape simple, 30 tandis que la deuxième extrémité 39b de la tige 39 de la bielle de liaison 37 comporte une chape double coopérant avec la chape 41 simple. Cela permet d'améliorer la performance aérodynamique. On se réfère à la figure 10 illustrant le dispositif d'inversion de poussée de l'invention en jet inversé. 35 La translation du capot externe 15 a entraîné le passage du volet de blocage 29 en position déployée, permettant de diriger une partie F' du flux d'air 9 secondaire vers les grilles de déviation 19. La bielle de liaison 37 a pivoté dans son intégralité, c'est-à-dire que la tige 39 et la coque de protection 43 ont pivoté. Les inventeurs ont remarqué que la zone dans laquelle est montée la chape n'est pas soumise à des contraintes aérodynamiques trop importantes, ce qui 5 permet de disposer d'une coque de protection qui pivote avec la bielle de laision lors de la translation du capot externe sans risquer un écopage par le flux d'air secondaire. Cela permet ainsi de disposer d'une bielle de liaison comportant une coque de protection de la chape, faisant partie intégrante de la bielle. On se réfère aux figures 11 et 12 illustrant respectivement en vue de côté 10 et en vue isométrique la zone Z de la figure 4, le dispositif d'inversion de poussée étant obtenu selon un deuxième mode de réalisation. Selon ce deuxième mode de réalisation, la paroi externe 51 de la structure interne 17 comporte un renfoncement 57. Ce renfoncement 57 permet de loger la base 45 de la coque de 15 protection 43 de la bielle de liaison lorsque la bielle de liaison se trouve dans une position telle que le volet de blocage (non représenté) est en position escamotée. Cela permet de réduire davantage les contraintes aérodynamiques que la base de la coque de protection a à supporter. Un joint total ou partiel, conforme à l'agencement prévu dans le premier 20 mode de réalisation, peut être par ailleurs prévu dans ce deuxième mode de réalisation, entre la base de la coque de protection et l'intérieur du renfoncement de la structure interne. Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules 25 formes de réalisation de ce dispositif d'inversion de poussée et de cette nacelle pour turboréacteur d'aéronef, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif d'inversion de poussée à grilles pour nacelle de turboréacteur d'aéronef, comprenant : - une structure externe comprenant un capot externe (15) translatant, - une structure interne (17) définissant, avec ladite structure externe, une veine annulaire (7) de circulation d'un flux d'air secondaire, - des grilles de déviation (19) du flux d'air secondaire, - au moins un volet de blocage (29) d'au moins une partie du flux d'air secondaire, mobile entre une position escamotée et une position déployée dans laquelle ledit volet de blocage (29) s'étend au moins en partie dans la veine annulaire (7) de manière à dévier au moins une partie du flux d'air secondaire vers lesdites grilles de déviation (19), - au moins une bielle de liaison (37) dudit au moins un volet de blocage (29), comportant une tige (39) comportant une première extrémité (39a) montée pivotante sur ledit volet de blocage (29) et une deuxième extrémité (39b) montée pivotante sur une chape (41) fixée sur la structure interne (17), de sorte que la translation du capot externe (15) entraîne le passage dudit au moins un volet de blocage (29) alternativement entre ladite position escamotée et ladite position déployée, ledit dispositif d'inversion de poussée étant caractérisé en ce que la deuxième extrémité (39b) de la tige (39) de ladite bielle de liaison (37) comporte une coque de protection (43) de ladite chape (41), conçue et agencée pour définir un carénage aérodynamique recouvrant au moins une portion amont (55) de ladite chape (41) lorsque ladite bielle de liaison (37) est dans une position telle que ledit volet de blocage (29) est en position escamotée, et pour découvrir ladite au moins une portion amont (55) de ladite chape (41) lorsque ladite bielle de liaison (37) est dans une position telle que ledit volet de blocage (29) est en position déployée. 2. Dispositif d'inversion de poussée selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque de protection (43) de la bielle de liaison (37) comporte une base (45) et en ce qu'un plan (P) passant par ladite base (45) est sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal (47) de la tige (39) de ladite bielle de liaison (37). 3. Dispositif d'inversion de poussée selon la revendication 2, caractérisé en ce que la base (45) de la coque de protection (43) est séparée d'une paroi externe 11 (51) de la structure interne (17) par un jeu (J) lorsque la bielle de liaison (37) est dans une position telle que le volet de blocage (29) est en position escamotée. 4. Dispositif d'inversion de poussée selon la revendication 2, caractérisé 5 en ce qu'une paroi externe (51) de la structure interne (17) comporte un renfoncement (57), et en ce que la base (45) de la coque de protection (43) est logée à l'intérieur dudit renfoncement (57) lorsque la bielle de liaison (37) est dans une position telle que le volet de blocage (29) est en position escamotée. 10 5. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bielle de liaison (37) comporte un joint entre la coque de protection (43) et la structure interne (17), ledit joint s'étendant au moins au niveau d'une portion amont de ladite coque de protection (43). 15 6. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la coque de protection (43) et la tige (39) de la bielle de liaison (37) forment un ensemble monobloc. 7. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la coque de protection (43) est rapportée à la tige (39) de la bielle de liaison (37) de façon permanente. 8. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la chape (41) de la structure interne (17) 25 est une chape double et en ce que la deuxième extrémité (39b) de la tige (39) de la bielle de liaison (37) comporte une chape simple agencée pour coopérer avec ladite chape double de la structure interne (17). 9. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la chape (41) de la structure interne (17) est une chape simple et en ce que la deuxième extrémité (39b) de la tige (39) de la bielle de liaison (37) comporte une chape double agencée pour coopérer avec ladite chape simple de la structure interne (17). 12 10. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la coque de protection (43) est obtenue dans un matériau élastomère. 5 11. Nacelle pour turboréacteur d'aéronef, comportant un dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.