Brevet FR3075885A1 — publié le 20190628

TURBOREACTEUR EQUIPE D'UN ACTIONNEUR A DOUBLE EFFET, POUVANT ETRE UTILISE POUR COMMANDER UNE INVERSION DE POUSSEE DESCRIPTION Le sujet de l'invention présente est un turboréacteur, équipé d'un dispositif d'actionnement à double effet, pouvant notamment être employé pour commander une inversion de poussée. Certains actionneurs commandant le déplacement d'un élément de turboréacteur par rapport à un autre peuvent être utilisés dans des contextes différents, où des services également différents leur sont demandés. Une telle situation se rencontre dans certains dispositifs d'inversion de poussée, où un élément de la nacelle qui forme la peau extérieure du turboréacteur est déplacé pour ouvrir une fente circulaire par laquelle les gaz de la veine d'écoulement sortent du turboréacteur en étant déviés par des volets d'inversion de poussée ; mais dans certaines circonstances d'entretien du turboréacteur à l'arrêt, un déplacement plus grand est souhaité pour favoriser l'accès à l'intérieur du turboréacteur une fois la fente élargie. Cette exigence peut être facilement assurée en augmentant la longueur de l'actionneur, qui est classiquement un vérin ordinaire à tige déployable en translation ; mais l'encombrement plus grand du vérin qui est alors imposé peut rendre difficile ou impossible son intégration au dispositif, aussi bien dans la nacelle qu'hors d'elle. L'art antérieur comprend le document FR-3027065-A relatif à un système d'inversion de poussée, et qui décrit notamment une grille déployable à ailettes et une paire de vérins coaxiaux dont les tiges sont actionnées indépendamment et coulissent l'une dans l'autre. L'une des tiges déplace l'arrière de la nacelle pour l'ouvrir, alors que l'autre sert à déployer la grille responsable de l'inversion de poussée. Si toutefois un plus grand déplacement de l'arrière de la nacelle est souhaité, la tige du vérin concerné devrait être allongée, de sorte que l'inconvénient précité ne serait pas évité avec ce système. 2 Un autre document est WO-2012/045970-A1. Ici encore, un vérin classique, à tige mobile en translation, est utilisé pour commander le déplacement d'une partie arrière de la nacelle afin d'ouvrir une fente d'inversion de poussée. Les grilles responsables de l'inversion de poussée peuvent être détachées de la partie principale de 5 la nacelle pour être déplacées et permettre l'accès au turboréacteur à travers la fente. Mais ici encore, un allongement du vérin serait nécessaire pour déplacer davantage la partie arrière de la nacelle et élargir la fente pour donner un accès plus facile. Il a donc été conçu, conformément à l'invention, un actionneur monté entre deux éléments de structure d'un turboréacteur pour les déplacer l'un par rapport à 10 l'autre, et qui est dépourvu de l'inconvénient de nécessiter une plus grande longueur à l'état normal pour pouvoir imposer un déplacement plus important dans des circonstances particulières. Un aspect général de l'invention est ainsi un turboréacteur, caractérisé en ce qu'il comprend, reliant un premier élément et un deuxième élément de sa 15 structure, un dispositif comprenant une première tige fixée au deuxième élément, une deuxième tige concentrique à la première tige, un axe actionneur concentrique à la première tige et à la deuxième tige et monté sur le premier élément en y pouvant pivoter, des liaisons à vis et écrou reliant la deuxième tige d'une part à la première tige et d'autre part à l'axe actionneur, des moyens de verrouillage amovibles entre la deuxième tige et la 20 première tige d'une part, l'axe d'autre part, l'axe, la première tige et la deuxième tige étant coaxiaux à un axe central du dispositif, et un actionneur fixé au premier élément de structure et faisant pivoter l'axe actionneur. Une forme plus particulièrement envisagée de l'invention est caractérisée en ce que la première tige est une tige centrale, la deuxième tige est une tige 25 creuse disposée autour de la tige centrale, et l'axe actionneur est un manchon disposé autour de la tige creuse. L'avantage de ce dispositif est que l'actionneur est un vérin à tige télescopique qui occupe donc une faible longueur à l'état replié. Les moyens de verrouillage permettent de faire une commutation facile entre un service usuel, où une seule des tiges du vérin se déploie et qui correspond donc, dans l'application 3 principalement envisagée, a une ouverture de la nacelle permettant l'inversion de poussée, et un service particulier où l'autre tige se déploie aussi, et qui correspond à l'ouverture plus grande souhaitée pour un entretien (maintenance du turboréacteur à l'arrêt). Contrairement au dispositif du premier document mentionné, les tiges sont 5 associées l'une à l'autre en combinant leurs déplacements, et occupent grâce à cela une longueur plus petite quand le dispositif est replié. De plus, les moyens de verrouillage permettent d'utiliser un seul actionneur pour les deux déploiements du dispositif. Dans une application principalement envisagée, le premier élément et le deuxième élément sont des portions en prolongement d'une nacelle extérieure, et l'axe 10 de dispositif est parallèle à un axe central du turboréacteur ; et en particulier, le premier élément peut être une portion principale de la nacelle, et le second élément est une portion arrière extrême de la nacelle ; un dispositif inverseur de poussée (connu en soi) peut alors être situé entre eux. L'utilisation de liaisons à vis et écrou en combinaison aux moyens de 15 verrouillage permet donc de transmettre le mouvement du manchon à la première tige par l'intermédiaire de la deuxième tige, et l'utilisation d'un actionneur unique. Il est toutefois préféré que les dispositifs concrètement employés soient des vis à billes. L'actionneur est avantageusement un moteur amovible, qui peut être démonté pendant l'entretien et remplacé par un outil, tel qu'une visseuse, pour déployer 20 complètement le vérin. Le turboréacteur peut alors rester complètement inerte. Selon une autre disposition avantageuse, le manchon, la première tige et la deuxième tige sont disposés à une pluralité d'exemplaires avec des axes de dispositif parallèles entre eux, et l'actionneur est unique et fait pivoter les manchons par une transmission comportant une portion commune à tous lesdits exemplaires du dispositif. 25 Les moyens de verrouillage peuvent chacun comprendre un ergot mobile perpendiculairement à l'axe de dispositif entre une position de solidarisation et une position de désolidarisation entre la deuxième tige et soit la première tige, soit le manchon. Ces moyens de verrouillage ont l'avantage de la simplicité et peuvent être actionnés facilement, même de façon manuelle, ce qui n'est pas gênant pour la bonne 30 mise en oeuvre de l'invention, seule une des tiges étant à déployer dans l'application 4 envisagée quand le turboréacteur est actif, et aucune commutation des moyens de verrouillage n'est alors nécessaire. Enfin, au moins un des moyens de verrouillage admet avantageusement deux positions de solidarisation correspondant respectivement à une position de repli 5 d'une des tiges et une position de déploiement de cette tige, afin de pouvoir à volonté maintenir cette tige rentrée (et autoriser seulement le déploiement de l'autre) en service normal, ou au contraire la maintenir déployée (quand le déploiement maximal du dispositif a été achevé, pour éviter un repli accidentel). L'invention sera maintenant décrite dans ses différents aspects, 10 caractéristiques et avantages, au moyen des figures suivantes, qui sont toutefois données seulement à titre illustratif pour en illustrer une réalisation particulière non exclusive d'autres : - les figures 1 et 2 illustrent deux états fondamentaux d'un turboréacteur dont la nacelle permet une inversion de poussée ; 15 - les figures 3, 4 et 5 illustrent trois états fondamentaux du dispositif caractérisant l'invention ; - et les figures 6 et 7 illustrent certains détails technologiques de construction du dispositif. Un turboréacteur comprend une nacelle extérieure qui l'entoure, 20 formée d'une partie principale 1 et d'une partie arrière 2 se succédant dans la direction de l'axe X. Ce turboréacteur possède un inverseur de poussée et peut prendre, en conséquence, un état principal de service où la partie principale 1 et la partie arrière 2 sont jointives, représenté à la figure 1, et un état dans lequel l'inversion de poussée est réalisée, représenté à la figure 2, où la partie arrière 2 de la nacelle a été repoussée vers 25 l'arrière pour ouvrir une fente circonférentielle 3 ou partiellement circonférentielle entre elle et la partie principale 1. Le dispositif 4 utilisé pour cela comprend (figure 3) un manchon 5, une tige creuse 6 et une tige centrale 7 coaxiaux autour d'un axe de dispositif X' parallèle à l'axe central X du turboréacteur. Le manchon 5 est monté sur la partie principale 1 en 30 pouvant pivoter, et il entoure la tige creuse 6. La tige centrale 7 est fixée à la partie 5 arrière 2, et elle est entourée par la tige creuse 6. Le manchon 5 est relié à la tige creuse 6 et la soutient par une liaison à vis et écrou 8, et de même la tige creuse 6 est reliée à la tige centrale 7 et la soutient grâce à une deuxième liaison à vis et écrou 9. Les liaisons à vis et écrou 8 et 9 comprennent des billes intermédiaires 22. Un premier système de 5 verrouillage 10 relie à volonté la tige creuse 6 et le manchon 5, et un second moyen de verrouillage 11 relie de même à volonté la tige creuse 6 et la tige centrale 7. Un moteur électrique 12, monté sur la partie principale 1, peut faire tourner le manchon 5 autour de son axe X'. Le dispositif 4 est représenté à l'état replié à la figure 3, la tige creuse 6 10 et la tige centrale 7 se trouvant dans le volume central du manchon 5, en saillant peu de lui par rapport à l'axe X'. Des longueurs saillantes plus grandes des tiges 6 et 7 seraient acceptables. De plus, le premier moyen de verrouillage 10 est dégagé de la tige creuse 6 et le second moyen de verrouillage 11 est enclenché dans la tige creuse 6. Cette dernière est donc séparée du manchon 5 mais reste solidaire de la tige centrale 7. Si le moteur 15 électrique 12 fait alors tourner le manchon 5, le premier dispositif de vis à billes 8 produit une translation conjointe de la tige creuse 6 et de la tige centrale 7, en les faisant sortir progressivement du manchon 5, ce qui déplace la partie arrière 2 vers l'arrière et ouvre la fente 3. L'état correspondant est représenté à la figure 4. Dans cette position, les deux moyens de verrouillage 10 et 11 peuvent être commutés, c'est-à-dire que le premier 20 moyen 10 est enclenché dans la tige centrale 6 et le second 11 est dégagé de la tige centrale 6, qui devient donc solidaire du manchon 5 et séparée de la tige centrale 7. Et si la rotation du moteur électrique 12 reprend, la tige creuse 6 tourne désormais à l'unisson avec le manchon 5, au lieu de rester immobile en rotation avec la tige centrale 7 comme précédemment, et une rotation relative se produit désormais entre la tige creuse 6 et la 25 tige centrale 7. En conséquence de cela, le second dispositif à vis et écrou 9 déploie la tige centrale 7 vers l'arrière hors de la tige creuse 6, et élargit la fente 3 jusqu'au déploiement complet du dispositif 4, représenté à la figure 5. La figure 6 illustre que chacun des moyens de verrouillage 10 et 11 peut comprendre un ergot, respectivement 13 ou 14, engagé à travers soit le manchon 5, soit 30 la tige centrale 7, et apte à établir le verrouillage en entrant dans une rainure circulaire 15 6 ou 16, établies respectivement sur la face externe et sur la face interne de la tige creuse 6, à l'extrémité de celle-ci proche de la partie principale 1, au-delà des dispositifs à vis à billes 8 ou 9. L'actionnement des ergots 13 ou 14, réalisé pendant les opérations d'entretien, peut être manuel et s'effectuer par vissage. Une rainure circulaire 5 supplémentaire 17 peut être prévue à l'extrémité opposée de la face intérieure de la tige creuse 6 si le blocage du dispositif 4 à la position complètement déployée de la figure 5 est souhaité. La figure 7 montre que le manchon 5 peut être soutenu dans un alésage 18 de la partie principale 1, et le moteur électrique 12, monté hors de l'alésage 18, peut 10 entraîner le manchon 5 en rotation par une transmission 19 engrenant avec une portion dentée du manchon 5. Le moteur électrique 12 peut être amovible et retiré de la partie principale 1, en démontant une armature 20 qui le maintient sur celle-ci. L'extrémité d'entrée 21 de la transmission 19 est alors dégagée, ce qui permet de l'actionner par une visseuse ou un outil analogue pendant des opérations d'entretien. 15 Le moteur électrique 12 peut entraîner plusieurs dispositifs 4 à la fois, ces dispositifs étant conformes à ceux qui ont été décrits et répartis sur la circonférence de la partie principale 1 pour éviter le porte-à-faux d'effort sur la partie arrière 2. La transmission 19 de chacun des dispositifs 4 peut alors être complétée par une portion commune, pouvant prendre l'aspect d'un câble circulaire résistant à la torsion et qui 20 engrène avec chacune des extrémités d'entrée 21 et dont le mouvement est commandé par le moteur électrique 12 unique. Les rôles de la tige centrale 7 et de la tige creuse 6 pourraient être intervertis, c'est-à-dire que seule la tige centrale 7 serait déployée pendant le service du turboréacteur, la tige creuse 6 se déployant alors seulement ensuite, après la 25 commutation des moyens de verrouillage 10 et 11. L'état des deux moyens de verrouillage 10 et 11 serait alors, dans ce mode alternatif de fonctionnement, inverse de celui qu'on REVENDICATIONS1. Turboréacteur, caractérisé en ce qu'il comprend, reliant un premier élément (1) et un deuxième élément (2) de sa structure, un dispositif (4) comprenant une première tige (7) fixée au deuxième élément (2), une deuxième tige (6) concentrique à la première tige (7), un axe actionneur (5) concentrique à la première tige (7) et à la deuxième tige (6) et monté sur le premier élément en y pouvant pivoter, des liaisons à vis et écrou (8, 9) reliant la deuxième tige (6), d'une part à la première tige (7) et d'autre part à l'axe actionneur (5), des moyens de verrouillage (10, 11) amovibles entre la deuxième tige (6) et la première tige (7) d'une part, l'axe actionneur (5) d'autre part, l'axe, la première tige et la deuxième tige étant coaxiaux à un axe central (X') du dispositif, et un actionneur (12) fixé au premier élément (1) de structure et faisant pivoter l'axe actionneur (5). 2. Turboréacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première tige (7) est une tige centrale, la deuxième tige (6) est une tige creuse disposée autour de la tige centrale, et l'axe actionneur (5) est un manchon disposé autour de la tige creuse. 3. Turboréacteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier élément et le deuxième élément sont des portions en prolongement d'une nacelle extérieure, et l'axe de dispositif (X') est parallèle à un axe central (X) du turboréacteur. 4. Turboréacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier élément (1) est une portion principale de la nacelle, et un dispositif inverseur de poussée est situé entre ledit premier élément et le deuxième élément (2), qui est une portion arrière extrême de la nacelle. 5. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les liaisons à vis et écrou (8, 9) comprennent des billes (22). 6. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'actionneur (12) est un moteur électrique amovible. 8 7. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'axe actionneur, la première tige centrale et la deuxième tige sont disposés à une pluralité d'exemplaires avec des axes de dispositif (X') parallèles entre eux, et l'actionneur (12) est unique et fait pivoter les axes actionneurs (5) par une portion de 5 transmission commune à tous lesdits exemplaires du dispositif. 8. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comprennent chacun un ergot (13, 14) mobile perpendiculairement à l'axe de dispositif (X') entre une position de solidarisation et une position de désolidarisation de la deuxième tige (6) avec soit la 10 première tige (7), soit l'axe actionneur (5). 9) Turboréacteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage ont un actionnement manuel. 10) Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins un des moyens de verrouillage (11) admet deux positions 15 de solidarisation (16, 17), correspondant respectivement à une position rentrée d'une des tiges (7) et une position sortie de ladite tige (7).