Brevet FR3090048A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : TURBOREACTEUR DOUBLE FLUX COMPORTANT UNE SERIE DE LAMES ROTATIVES POUR OBTURER LA VEINE DU FLUX SECONDAIRE Domaine technique 100011 La présente invention concerne un turboréacteur double flux qui comporte une série de lames qui sont montées rotatives pour obturer la veine du Ilux secondaire, ainsi qu'un aéronef comportant au moins un tel turboréacteur double Ilux. Technique antérieure [0002] Un aéronef comporte un fuselage de chaque côté duquel est fixée une aile. Sous chaque aile est suspendu au moins un turboréacteur double flux. Chaque turboréacteur double flux est fixé sous l'aile par l'intermédiaire d'un mât qui est fixé entre la structure de l'aile et la structure du turboréacteur double flux. [0003] Le turboréacteur double flux comporte un moteur et une nacelle qui est fixée autour du moteur. Le turboréacteur double flux présente entre la nacelle et le moteur, une veine secondaire dans laquelle circule un flux secondaire. [0004] La nacelle comporte une pluralité de portes d'inversion, chacune étant mobile en rotation sur la structure de la nacelle entre une position escamotée dans laquelle elle est en dehors de la veine secondaire et une position déployée dans laquelle elle se positionne en travers de la veine secondaire afin de dévier le flux secondaire vers une fenêtre qui est dans la paroi de la nacelle et qui est ouverte entre la veine secondaire et l'extérieur de la nacelle. [0005] Ainsi, le flux secondaire est dévié vers l'extérieur et plus précisément vers l'avant du turboréacteur afin de produire une contre-poussée. [0006] Bien que les portes d'inversion donnent entière satisfaction, il est souhaitable de trouver des mécanismes différents, en particulier des mécanismes moins lourds. Exposé de l'invention [0007] Un objet de la présente invention est de proposer un turboréacteur double flux qui comporte une série de lames qui sont montées rotatives pour obturer la veine du flux secondaire. [0008] A cet effet, est proposé un turboréacteur double flux présentant un axe longitudinal et comportant un moteur et une nacelle entourant le moteur qui comporte un carter de soufflante, où une veine d'un flux secondaire est délimitée entre la nacelle et le moteur et dans laquelle un flux d'air circule selon un sens d'écoulement, ladite nacelle comportant : [0009] - une structure fixe fixée au carter de soufflante, 2 [0010] - un ensemble mobile présentant un capot mobile et un coulisseau, le capot mobile étant fixé au coulisseau, le coulisseau étant mobile en translation sur la structure fixe selon une direction de translation entre une position avancée dans laquelle le coulisseau est positionné de manière à ce que le capot mobile soit rapproché du carter de soufflante et une position reculée dans laquelle le coulisseau est positionné de manière à ce que le capot mobile soit éloigné du carter de soufflante pour définir entre eux une fenêtre ouverte entre la veine et l'extérieur de la nacelle, [0011] - une pluralité de lames, chacune comportant une première extrémité montée mobile en rotation sur le coulisseau autour d'un axe de rotation globalement parallèle à l'axe longitudinal, où chaque lame est mobile entre une position escamotée dans laquelle la lame est en dehors de la veine et une position déployée dans laquelle la lame est en travers de la veine, où ladite pluralité de lames est répartie en groupes, où chaque groupe comporte une première lame située le plus en aval par rapport au sens d'écoulement par rapport aux autres lames du même groupe, où pour chaque groupe, la lame d'un rang 'n' se situe en amont par rapport à la lame de rang 'n-1' selon le sens d'écoulement et est décalée angulairemcnt autour de l'axe longitudinal X par rapport à la lame de rang 'n-1', [0012] - un ensemble d'actionneurs assurant le déplacement du coulisseau entre la position avancée et la position reculée, et inversement, et [0013] - un système de manoeuvre destiné à déplacer chaque lame de la position escamotée à la position déployée et inversement, où le système de manoeuvre comporte : [0014] - une carne solidaire de la première lame de l'un des groupes et présentant une dent, [0015] - une rainure solidaire de la structure fixe dans laquelle loge la dent et où lors du dé- placement de l'ensemble mobile, la dent suit la rainure et déplace en rotation ladite première lame, [0016] - un premier système de transmission qui transmet le déplacement de la première lame portant la carne à une première lame de chaque autre groupe, et [0017] - pour chaque groupe, un deuxième système de transmission qui transmet le dé- placement de la lame portant la carne ou déplacée par le premier système de transmission, à chacune des autres lames dudit groupe. [0018] Un tel turboréacteur permet une réduction de masse en remplaçant les portes d'inversion et leurs mécanismes d'entraînement par des lames pivotantes plus légères avec un système de manoeuvre simplifié. [0019] Avantageusement, le capot mobile comporte un profilé en U coaxial avec l'axe lon- gitudinal et ouvert vers l'axe longitudinal, les lames sont montées mobiles en rotation sur le profilé en U, en position escamotée, chaque lame est logée dans le profilé en U et en position déployée, une deuxième extrémité de chaque lame sort du profilé en U. [0020] Avantageusement, la rainure présente une extrémité proximale où se positionne la 3 dent lorsque le coulisseau est en position avancée et, la rainure présente au niveau de son extrémité proximale, une partie rectiligne parallèle à la direction de translation. [0021] Avantageusement, le premier système de transmission comporte, pour deux premières lames de deux groupes voisins, une bielle montée articulée entre lesdites deux premières lames, et le point d'articulation de la bielle à chaque première lame est désaxé par rapport à l'axe de rotation de la première lame. [0022] Avantageusement, le deuxième système de transmission comporte pour chaque lame d'un groupe, de la première lame à l'avant dernière lame, un plot solidaire de ladite lame, s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal et en saillie vers la lame de rang juste supérieur, et le deuxième système de transmission comporte pour chaque lame d'un groupe, de la deuxième lame à la dernière lame, une rainure réalisée dans ladite lame et disposée de manière à loger le plot de la lame de rang juste inférieur. [0023] L'invention propose également un aéronef comportant au moins un turboréacteur double flux selon l'une des variantes précédentes. Brève description des dessins [0024] Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, appa- raîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réa- lisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : [0025] Ifig.1] est une vue de côté d'un aéronef comportant un turboréacteur double flux selon l'invention, [0026] If ig.21 est une vue en perspective du turboréacteur double flux selon l'invention en position avancée et escamotée, [0027] Ifig.31 est une vue en perspective du turboréacteur double flux selon l'invention, en position reculée et déployée, [0028] If ig.4] est une représentation schématique d'un turboréacteur double flux selon l'invention vu en coupe par un plan vertical, [0029] [fig.5] est une vue en perspective du détail V de la Fig. 3, [0030] [fig.6] est une vue en perspective du système de pivot des lames, et [0031] [fig.7] est une vue en perspective de derrière d'un système de transmission selon l'invention. [0032] EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION [0033] Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence au sens d'écoulement de l'air dans un turboréacteur qui s'écoule donc de l'avant vers l'arrière de l'aéronef [0034] La Fig. 1 montre un aéronef 10 qui comporte un fuselage 12 de chaque côté duquel est fixée une aile 14 qui porte au moins un turboréacteur double flux 100 selon l'invention. La fixation du turboréacteur double flux 100 sous l'aile 14 s'effectue par l'intermédiaire d'un niât 16. [0035] La Fig. 2 et la Fig. 3 montrent le turboréacteur double flux 100 qui présente une nacelle 102 et un moteur 20 qui est logé à l'intérieur de la nacelle 102 et qui comporte un carter de soufflante 202. Le moteur 20 est matérialisé par sa partie arrière d'éjection. [0036] Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X l'axe longitudinal du tur- boréacteur double flux 100 qui est parallèle à l'axe longitudinal de l'aéronef 10 orienté positivement vers l'avant de l'aéronef 10, on appelle Y l'axe transversal qui est horizontal lorsque l'aéronef est au sol, et Z l'axe vertical, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles. [0037] La Fig. 2 et la Fig. 3 montrent le turboréacteur double flux 100 dans deux positions d'utilisation différentes et la Fig. 4 montre une représentation schématique en coupe du turboréacteur double flux 100. [0038] Le turboréacteur double flux 100 présente entre la nacelle 102 et le moteur 20, une veine 204 dans laquelle circule un flux secondaire 208 provenant de l'entrée d'air à travers une soufflante 300 et qui s'écoule donc selon le sens d'écoulement qui va de l'avant vers Panière. [0039] La nacelle 102 présente une structure fixe 206 qui est montée fixe sur le carter de soufflante 202. La structure fixe 206 est composée en particulier ici d'un cadre avant 210 monté autour du carter de soufflante 202 et de panneaux extérieurs 212 formant une surface aérodynamique qui sont montrés en transparence sur la Fig. 3 et dont une partie est découpée sur les Figs. 2 et 3. [0040] La nacelle 102 présente un ensemble mobile 214 qui présente un capot mobile 216 (également en transparence sur la Fig. 3) dont une partie est découpée sur les Figs. 2 et 3 et qui forme les parois extérieures de la tuyère. [0041] La nacelle 102 présente également un coulisseau 218. Le coulisseau 218 prend ici la forme d'un cylindre à parois ajourées. Le capot mobile 216 est fixé au et en aval du coulisseau 218 par rapport au sens d'écoulement du flux d'air dans le turboréacteur double flux 100. [0042] Le coulisseau 218 est monté mobile en translation selon une direction de translation globalement parallèle à l'axe longitudinal X sur la structure fixe 206 de la nacelle 102. [0043] Le coulisseau 218 est mobile entre une position avancée (Fig. 2) et une position reculée (Fig. 3) et inversement. En position avancée, le coulisseau 218 est positionné le plus en avant possible par rapport au sens d'écoulement de manière à cc que le capot mobile 216 soit rapproché des panneaux extérieurs 212 et du carter de soufflante 202 et forme ainsi une surface aérodynamique. En position reculée, le coulisseau 218 est positionné le plus en arrière possible par rapport au sens d'écoulement de manière à cc que le capot mobile 216 soit éloigné des panneaux extérieurs 212 et du carter de soufflante 202 de manière à définir entre eux une fenêtre 220. [0044] En position avancée, le capot mobile 216 et les panneaux extérieurs 212 se prolongent de manière à définir la surface extérieure de la nacelle 102, et le capot mobile 216 et le carter de soufflante 202 se prolongent de manière à définir la surface extérieure de la veine 204. [0045] En position reculée, le capot mobile 216 et le carter de soufflante 202 ainsi que les panneaux extérieurs 212 sont à distance et définissent entre eux la fenêtre 220 ouverte entre la veine 204 et l'extérieur de la nacelle 102. C'est-à-dire que l'air du flux secondaire 208 traverse la fenêtre 220 pour rejoindre l'extérieur du turboréacteur double flux 100. [0046] La translation du coulisseau 218 est réalisée par tous moyens appropriés, comme par exemple, des systèmes de glissières entre la structure fixe 206 et le coulisseau 218. [0047] La nacelle 102 comporte également un ensemble d'actionneurs (non représentés) assurant le déplacement en translation du coulisseau 218 entre la position avancée et la position reculée et inversement. Chaque actionneur est commandé par une unité de contrôle, par exemple du type processeur, qui commande les déplacements dans un sens ou dans l'autre selon les besoins de l'aéronef 10. [0048] Chaque actionneur peut prendre par exemple la forme d'un vérin à double effet (deux directions de travail) dont le cylindre est fixé à la structure fixe 206 et une tige fixée au coulisseau 218. [0049] Afin d'orienter le flux d'air sortant de la fenêtre 220, des cascades peuvent être fixées sur le coulisseau 218 en regard de la fenêtre 220. [0050] Le carter de soufflante 202 et les panneaux extérieurs 212 délimitent la fenêtre 220 en amont par rapport au sens d'écoulement et le capot mobile 216 délimite la fenêtre 220 en aval par rapport au sens d'écoulement. [0051] La nacelle 102 comporte une pluralité de lames 250, chacune étant montée mobile en rotation sur le coulisseau 218 autour d'un axe de rotation globalement parallèle à l'axe longitudinal X. Chaque lame 250 est ainsi mobile entre une position escamotée (Fig. 2) dans laquelle la lame 250 est en dehors de la veine 204 et une position déployée (Fig. 3) dans laquelle la lame 250 est en travers de la veine 204 afin de dévier le flux secondaire 208 vers la fenêtre 220. 6 [0052] Chaque lame 250 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X. [0053] Chaque lame 250 est montée mobile sur le pourtour du coulisseau 218. Lorsque les lames 250 sont en position escamotée, elles se superposent selon l'axe longitudinal X, par groupe les unes au-dessus des autres de manière à s'aligner sous une forme circulaire comme représenté sur la Fig. 2. [0054] Dans le mode de réalisation de l'invention, chaque lame 250 prend la forme d'un haricot mais il est possible d'envisager des formes différentes. [0055] Le nombre de lames 250 ainsi que la forme de chacune d'elles dépendent des di- mensions du turboréacteur double flux 100 ainsi que de la largeur de chaque lame 250 afin qu'en position déployée, les lames 250 obturent la plus grande partie de la veine 204. [0056] Chaque lame 250 est montée mobile au niveau d'une première extrémité tandis qu'une deuxième extrémité se rapproche du moteur 20 lorsque la lame 250 est déployée afin d'obturer au mieux la veine 204. [0057] Le passage de la position escamotée à la position déployée s'effectue par une rotation de la lame 250 vers l'intérieur du turboréacteur 100. [0058] La position escamotée peut être adoptée lorsque le coulisseau 218 est en position avancée ou en position reculée. La position déployée ne peut être adoptée que lorsque le coulisseau 218 est en position reculée. [0059] Le coulisseau 218 porte également un système de manoeuvre 400 qui déplace chaque lame 250 de la position escamotée à la position déployée et inversement et qui est décrit ci-dessous. [0060] Le fonctionnement consiste ainsi, à partir de la position avancée/escamotée, à commander l'activation des actionneurs pour déplacer le coulisseau 218 de la position avancée à la position reculée, au cours de ce déplacement, le système de manoeuvre 400 déplace les lames 250 de la position escamotée à la position déployée. [0061] A l'inverse, le fonctionnement consiste ainsi, à partir de la position reculée/déployée, à commander l'activation des actionneurs pour déplacer le coulisseau 218 de la position reculée à la position avancée, au cours de ce déplacement, le système de manoeuvre 400 déplace les lames 250 de la position déployée à la position escamotée. [0062] L'utilisation des lames 250 montées rotatives sur le coulisseau 218 permet un al- légement de l'ensemble par rapport à l'utilisation de portes d'inversion de l'état de la technique. [0063] La Fig. 6 montre un mode de réalisation particulier des liaisons pivot entre les lames 250 et le coulisseau 218. [0064] Comme cela est représenté sur la Fig. 2, la pluralité de lames 250 est répartie en groupes et dans chaque groupe, les lames 250 se superposent selon l'axe longitudinal X et chaque groupe couvre une ouverture angulaire réduite. 7 [0065] Chaque groupe comporte une première lame 250, qui est située le plus en aval par rapport au sens d'écoulement par rapport aux autres lames 250 du même groupe. [0066] Dans chaque groupe, la lame 250 d'un rang 'n' se situe en amont par rapport à la lame 250 de rang 'n-1' selon le sens d'écoulement et est décalée angulairement autour de l'axe longitudinal X par rapport à la lame 250 de rang 'n-1' pour décaler les axes de rotation des lames 250 les unes par rapport aux autres, le long du pourtour du coulisseau 218. Ici, 'n' est supérieur ou égal à 2. [0067] Préférentiellement, les lames 250 du même ordre se positionnent sur un même étage et dans un même plan radial XZ perpendiculaire à l'axe longitudinal X. [0068] Le nombre de groupes, le nombre de lames 250 par groupe et le décalage angulaire peuvent varier et permettent de couvrir toute la veine 204. [0069] Le coulisseau 218 comporte un profilé en U 219 qui est partiellement retiré sur la Fig. 2 pour pouvoir visualiser les lames 250. Le profilé en U 219 est coaxial avec l'axe longitudinal X et ouvert vers l'axe longitudinal X. Le profilé en U 219 forme une cage 602 dont uniquement un secteur est représenté à la Fig. 6. Les lames 250 sont montées mobiles en rotation sur le profilé en U 219. [0070] La cage 602 présente une paroi extérieure 606 formant le fond du U qui prend la forme d'un cylindre ou d'une portion de cylindre selon l'étendue angulaire à couvrir et qui constitue la paroi orientée vers l'extérieur de la nacelle 102. La paroi extérieure 606 est concentrique avec l'axe longitudinal X. [0071] Pour chaque étage de lames 250, la cage 602 présente une fente 604 disposée entre une paroi amont 606b et une paroi aval 606a et ouverte vers l'intérieur de la nacelle 102. [0072] Chaque paroi amont 606b et chaque paroi aval 606a sont dans un plan perpen- diculaire à l'axe longitudinal X et forment une couronne ou une portion de couronne concentrique avec l'axe longitudinal X. Les parois extrêmes amont et aval forment les parois du U. [0073] Lorsqu'elles sont en position escamotée, les lames 250 d'un même étage logent dans la fente 604 associée à l'étage. [0074] La liaison pivot autour de laquelle chaque lame 250 est montée pivotante peut prendre différentes formes. [0075] Selon un mode de réalisation particulier, pour chaque lame 250, un arbre 608 solidaire de la lame 250 est monté mobile en rotation au niveau de la première extrémité, entre la paroi amont 606b et la paroi aval 606a de l'étage correspondant à la lame 250 et forme l'axe de rotation de la lame 250. [0076] Selon un autre mode de réalisation, pour chaque lame 250, un arbre 608 est monté fixe entre la paroi amont 606b et la paroi aval 606a de l'étage correspondant à la lame 250, et la lame 250 est montée mobile en rotation autour de l'arbre 608 par un montage 8 ajusté au niveau de la première extrémité. L'arbre 608 forme l'axe de rotation de la lame 250. [0077] Les Figs. 5 et 7 montrent le système de manoeuvre 400. [0078] La Fig. 5 montre un agrandissement du détail V où le profilé en U 219 est vu en transparence et la Fig. 7 montre une vue de derrière du même détail V. [0079] En position escamotée, chaque lame 250 est logée dans le profilé en U 219 et en position déployée, la deuxième extrémité sort du profilé en U 219 pour se rapprocher du moteur 20. [0080] La structure fixe 206 comporte une rainure 502 qui, dans cet exemple, est disposée à 12 heures. [0081] L'une des lames 250 d'un groupe, ici la première lame 250 à partir du haut de la nacelle 102, est équipée d'une came 504 qui présente une dent 506 qui loge dans la rainure 502. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, la came 504 est éloignée de la lame 250, mais elle pourrait être intégrée à la lame 250. [0082] Lors du déplacement de l'ensemble mobile 214 vers la position reculée, la dent 506 suit la rainure 502 et une déviation de la rainure 502 entraîne une rotation de la came 504 et donc de la lame 250 autour de son axe de rotation vers sa position déployée et inversement. [0083] La rainure 502 présente une forme qui est adaptée pour permettre la rotation de la lame 250 de la position escamotée à la position déployée lorsque le coulisseau 218 passe de la position avancée à la position reculée. Et réciproquement, la rainure 502 présente une forme qui est adaptée pour permettre la rotation de la lame 250 de la position déployée à la position escamotée lorsque le coulisseau 218 passe de la position reculée à la position avancée. [0084] La rainure 502 présente une extrémité proximale où se positionne la dent 506 lorsque le coulisseau 218 est en position avancée et une extrémité distale où se positionne la dent 506 lorsque le coulisseau 218 est en position reculée. [0085] Pour éviter le déploiement de la lame 250 dès le début de la translation du coulisseau 218 vers sa position reculée, la rainure 502 présente au niveau de son extrémité proximale, une partie rectiligne 508 parallèle à la direction de translation. [0086] Le système de manoeuvre 400 comporte ainsi la rainure 502, la came 504, un premier système de transmission 702, et, pour chaque groupe, un deuxième système de transmission 802. [0087] Le premier système de transmission 702 transmet le déplacement de la première lame 250 portant la came 504 à une première lame 250 de chaque autre groupe qui se déplace alors simultanément. [0088] Dans chaque groupe, le deuxième système de transmission 802 transmet le dé- placement de la lame 250 portant la came 504 ou déplacée par le premier système de 9 transmission 702, à chacune des autres lames 250 du même groupe. [0089] Ainsi, le déplacement d'une seule lame 250, celle portant la came 504, va entraîner le déplacement de toutes les lames 250. [0090] Le déplacement de toutes les lames 250 est alors relativement simple à mettre en oeuvre et il ne nécessite pas d'actionneurs autres que ceux nécessaires au déplacement du coulisseau 218. [0091] Le premier système de transmission 702 comporte, pour deux premières lames 250 de deux groupes voisins, une bielle 706 montée articulée entre lesdites deux premières lames 250. Le point d'articulation de la bielle 706 à chaque première lame 250 est désaxé par rapport à l'axe de rotation de la première lame 250. Ainsi, lorsque l'une des premières lames 250 se déplace, l'autre première lame 250 est entraînée en rotation par la bielle 706. [0092] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, les bielles 706 sont à l'extérieur du profilé en U 219 et sont fixées aux premières lames 250 par l'intermédiaire de premières cames 704, où chaque première came 704 est solidaire d'une première lame 250 à travers un alésage du profilé en U 219 prévu à cet effet. Ici, chaque première lame 250 est fixée à la première lame 250 au niveau de son axe de rotation et l'articulation de la bielle 706 est décalée par rapport à cet axe de rotation. [0093] Le deuxième système de transmission 802 comporte pour chaque lame 250 d'un groupe, de la première lame 250 à l'avant dernière lame 250, un plot 804 solidaire de ladite lame 250, s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal X et en saillie vers la lame 250 de rang juste supérieur, c'est-à-dire vers l'avant. [0094] Le deuxième système de transmission 802 comporte pour chaque lame 250 d'un groupe, de la deuxième lame 250 à la dernière lame 250, une rainure 806 réalisée dans ladite lame 250 et disposée de manière à loger le plot 804 de la lame 250 de rang juste inférieur. La rainure 806 est ainsi ouverte vers l'arrière. [0095] Ainsi, le plot 804 de la première lame 250 loge dans la rainure 806 de la deuxième lame 250 dont le plot 804 loge dans la rainure 806 de la troisième lame 250 et ainsi de suite. [0096] La forme de la rainure 806 est adaptée pour permettre le déplacement de la lame 250 associée lors du déplacement du plot 804 correspondant. Ainsi pour chaque groupe, le déplacement de la première lame 250 entraîne le déplacement des autres lames 250 dudit groupe. [0097] L'invention a été plus particulièrement décrite dans le cas d'une nacelle sous une aile mais elle peut s'appliquer à une nacelle située à l'arrière du fuselage. [Revendication 1]