Brevet FR3092145A1 — publié le 20200731

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 et où les lames sont décalées angulairement de proche en proche autour de 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, [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] - pour chaque lame, un arbre monté mobile en rotation sur le coulisseau autour d'un axe de rotation, et sur lequel la lame est fixée, [0015] - pour chaque lame, un secteur denté fixé sur l'arbre et coaxial avec l'axe de rotation, [0016] - un arc denté coaxial avec l'axe longitudinal, monté mobile en rotation sur le coulisseau autour de l'axe longitudinal, où les dents de l'arc denté engrènent avec les dents de chaque secteur denté, [0017] - une carne solidaire de l'arc denté, et [0018] - une rainure solidaire de la structure fixe dans laquelle loge la carne et où lors du dé- placement de l'ensemble mobile, la came suit la rainure et déplace en rotation l'arc denté. [0019] 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. [0020] 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. [0021] Avantageusement, la rainure présente une extrémité proximale où se positionne la carne 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. [0022] Avantageusement, l'axe de rotation de chaque lame présente un angle de déport par rapport à l'axe longitudinal, où l'angle de déport doit être suffisamment important pour 3 éviter les contacts entre les lames lors des déplacements, et suffisamment réduit pour éviter que les lames s'écartent les unes des autres en position déployée. [0023] Avantageusement, le système de manoeuvre comporte une pluralité de galets disposés sous l'arc denté, où chacun est monté mobile en rotation sur le coulisseau autour d'un axe globalement parallèle à l'axe longitudinal. [0024] Avantageusement, le turboréacteur double flux a deux arcs dentés par côté, et les deux arcs dentés se déplacent dans des sens de rotation opposés. [0025] L'invention propose également un aéronef comportant au moins un turboréacteur double flux selon l'une des variantes précédentes. Brève description des dessins [0026] 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 : [0027] [fig.1] est une vue de côté d'un aéronef comportant un turboréacteur double flux selon l'invention, [0028] [fig.2] est une vue en perspective du turboréacteur double flux selon l'invention en position avancée et escamotée, [0029] [fig.3] est unc vue en perspective du turboréacteur double flux selon l'invention, en position reculée et déployée, [0030] [fig.4] est une représentation schématique d'un turboréacteur double flux selon l'invention vu en coupe par un plan vertical, [0031 ] [fig.5] est une vue en perspective de derrière d'un système de manoeuvre selon l'invention, [0032] [fig.6] est une vue en coupe selon le plan VI de la Fig. 5, [0033] [fig.7] est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la Fig. 6, et [0034] [fig.8] est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de l'invention. [0035] EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION [0036] 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. [0037] 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. [0038] 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. [0039] 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. [0040] 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. [0041] 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 l'arrière. [0042] 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. [0043] 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. [0044] 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. [0045] 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. [0046] 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 ce 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. [0047] 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. [0048] 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. [0049] 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. [0050] 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. [0051] 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. [0052] 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. [0053] 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. [0054] 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 qui est ici 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. [0055] 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. [0056] Les lames 250 sont décalées angulairement de proche en proche autour de l'axe Ion- 6 gitudinal X. [0057] 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. [0058] 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. [0059] 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. [0060] 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. [0061] 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. [0062] 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 cc déplacement, le système de manoeuvre 400 déplace les lames 250 de la position déployée à la position escamotée. [0063] 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. [0064] La Fig. 5 montre le système de manoeuvre 400 et les Figs. 6 et 7 montrent des coupes du système de manoeuvre 400. [0065] Pour chaque lame 250, le système de manoeuvre 400 comporte un arbre 402 qui est monté mobile en rotation sur le coulisseau 218 autour d'un axe de rotation 404, et sur lequel la lame 250 est fixée. [0066] Pour chaque lame 250, le système de manoeuvre 400 comporte également un secteur denté 406 fixé sur l'arbre 402 et coaxial avec l'axe de rotation 404. [0067] Le système de manoeuvre 400 comporte également un arc denté 408 qui est coaxial avec l'axe longitudinal X. L'arc denté 408 est monté mobile en rotation sur l'ensemble mobile 214 et plus particulièrement sur le coulisseau 218 autour de l'axe longitudinal X. [0068] Les dents de l'arc denté 408 engrènent avec les dents de chaque secteur denté 406. Ainsi, un déplacement en rotation de l'arc denté 408 entraîne la rotation de chaque secteur denté 406 et donc de la lame 250 associée. 7 [0069] Chaque lame 250 s'étend dans un plan globalement perpendiculaire à l'axe lon- gitudinal X. [0070] 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. [0071] La structure fixe 206 comporte une rainure 502 qui est disposée ici à 12 heures. [0072] L'arc denté 408 est équipé d'une came 504 qui loge dans la rainure 502. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, la came 504 est fixée à une extrémité de l'arc denté 408, mais elle pourrait être à un autre endroit de l'arc denté 408. [0073] Lors du déplacement de l'ensemble mobile 214 vers la position reculée, la came 504 suit la rainure 502 et une déviation de la rainure 502 entraîne une rotation de la came 504 et donc de l'arc denté 408 autour de son axe de rotation et par entraînement, la rotation de chaque secteur denté 406 et donc de chaque lame 250 vers sa position déployée et inversement. [0074] 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. [0075] La rainure 502 présente une extrémité proximale où se positionne la came 504 lorsque le coulisseau 218 est en position avancée et une extrémité distale où se positionne la came 504 lorsque le coulisseau 218 est en position reculée. [0076] 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. [0077] Le système de manoeuvre 400 comporte donc également la rainure 502 et la came 504. [0078] 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. [0079] Pour assurer que les lames 250 n'entrent pas en contact les unes avec les autres lors des déplacements, plusieurs solutions sont possibles. [0080] Par exemple, selon un mode de réalisation particulier représenté à la Fig. 7, l'axe de rotation 404 de chaque lame 250 présente un angle de déport a par rapport à l'axe longitudinal X. L'angle de déport a dépend de l'encombrement autour de chaque lame 250 et est par exemple de l'ordre de 5° à 20°. [0081] L'angle de déport a doit donc être suffisamment important pour éviter les contacts entre les lames 250 lors des déplacements et être suffisamment réduit pour éviter que 8 les lames 250 s'écartent les unes des autres en position déployée, ce qui permettrait un passage de l'air à travers les lames 250. Ainsi, en position déployée, les lames 250 doivent être en contact les unes avec les autres et préférentiellement les bords de deux lames 250 voisines se chevauchent. [0082] Le coulisseau 218 comporte un profilé en U 219 coaxial avec l'axe longitudinal X et ouvert vers l'axe longitudinal X. Le profilé en U 219 forme une cage 602 où les lames 250 sont montées mobiles en rotation sur le profilé en U 219. [0083] 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. [0084] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 6, l'arc denté 408 et le coulisseau 218 forment une liaison pivot par coopération entre des nervures de l'arc denté 408 et des rainures du coulisseau 218. D'autres modes de réalisation sont évidemment possibles. [0085] Pour faciliter le déplacement de l'arc denté 408, le système de manoeuvre 400 comporte une pluralité de galets 510 disposés sous l'arc denté 408, où chacun est monté mobile en rotation sur le coulisseau 218 autour d'un axe globalement parallèle à l'axe longitudinal X. [0086] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté à la Fig. 6, les galets 510 sont montés dans une goulotte 512 du coulisseau 218. [0087] La rotation de chaque arbre 402 sur le coulisseau 218 est assurée ici par une série de paliers 514. [0088] L'invention a été plus particulièrement décrite dans le cas d'un arc denté 408 par côté du turboréacteur double flux 100, mais pour réduire les dimensions de l'arc denté 408, il est possible de prévoir deux arcs dentés 408 par côté, où les deux arcs dentés 408 se déplacent dans des sens de rotation opposés. Certaines lames 250 vont alors engrener avec l'un des arcs dentés 408 et les autres lames 250 vont alors engrener avec l'autre arc denté 408. [0089] Pour vérifier le déplacement de l'arc denté 408, un capteur peut être mis en place. [0090] 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. [0091] Selon un autre mode de réalisation, les lames peuvent être décalées les unes par rapport aux autres, parallèlement à l'axe longitudinal X. [0092] Selon un autre mode de réalisation particulier représenté sur la Fig. 8 qui est une vue en coupe, l'axe de rotation 404 de chaque lame 250 est parallèle à l'axe longitudinal X et chaque lame 250 présente une forme particulière et adaptée assurant que les lames 250 n'entrent pas en contact les unes avec les autres lors des déplacements. [0093] La lame 250 présente une fibre moyenne 802 qui est globalement la ligne centrale de 9 la lame 250 et cette fibre moyenne 802 présente un angle de battement fi par rapport à un plan de hase perpendiculaire à l'axe 404 de la lame 250 et matérialisé ici par une paroi du profilé en U 219, où 0c