Brevet FR3099802A1 — publié le 20210212

Description Titre de l'invention : Capteur de position pour porte d'inverseur de poussée de nacelle d'aéronef [0001] La présente invention concerne un capteur de position pour porte d'inverseur de poussée de nacelle d'aéronef. [0002] Un aéronef est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant chacun un turboréacteur logé dans une nacelle tubulaire. Chaque ensemble propulsif est rattaché à l'aéronef par un mât situé généralement sous ou sur une aile ou au niveau du fuselage de l'aéronef [0003] Une nacelle présente généralement une structure tubulaire comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval pouvant abriter des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par unc tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur. [0004] Les moyens d'inversion de poussée sont, lors de l'atterrissage de l'aéronef, destinés à améliorer la capacité de freinage de celui-ci en redirigeant vers l'avant au moins unc partie de la poussée générée par le turboréacteur. Ces moyens comprennent un inverseur de poussée comprenant des éléments mobiles d'inversion de poussée, généralement deux éléments mobiles d'inversion de poussée, portés par la nacelle pour se déplacer entre une position de fermeture (jet direct) dans laquelle l'inverseur de poussée est inactif, et une position d'ouverture (jet inversé) dans laquelle l'inverseur de poussée est actif, c'est-à-dire qu'il renvoie au moins unc partie du flux de gaz généré par le turboréacteur dans la direction inverse au flux guidé par la nacelle. La section aval d'une nacelle comprend donc unc structure fixe et unc structure mobile. [0005] Dans un type d'inversion de poussée, les éléments mobiles d'inversion sont des portes. Dans un autre type d'inversion de poussée, les éléments mobiles d'inversion sont des grilles. [0006] La présente demande de brevet concerne les inverseurs de poussée à porte. [0007] L'actionnement des portes d'inverseurs de poussée est généralement réalisé grâce à des actionneurs montés sur la nacelle et reliés d'une part à un moteur, et d'autre part aux portes pour manoeuvrer celles-ci dans un sens de rétraction ou de déploiement sur une course des actionneurs comprise entre la position de fermeture et la position d'ouverture des portes. [0008] Il est connu en outre de prévoir un système de verrouillage des portes en position de fermeture, afin de supprimer tout risque d'ouverture intempestive des portes. 2 Usuellement, les systèmes de verrouillages comportent des verrous sous forme de crochets commandés par une unité de commande reliée à des capteurs de position des portes, destinés à fournir à l'unité de commande les informations nécessaires au bon fonctionnement du système de verrouillage, en ce qui concerne la position des portes. [0009] Un type de capteur de position des portes, nommé prox sensor, comprend des éléments de détection qui sont : - un détecteur solidaire de la structure fixe de la nacelle, et - une cible solidaire de la porte. [0010] Le détecteur peut âtre un détecteur magnétique émettant un champ magnétique, auquel cas la cible est adaptée pour changer l'état de ce champ magnétique lorsqu'elle se trouve sensiblement en vis-à-vis du détecteur. En variante, le détecteur est un détecteur optique émettant un flux lumineux par exemple par l'intermédiaire d'un ensemble de diodes ou de lasers, auquel cas la cible comporte un moyen de réflexion du flux lumineux, tel qu'un miroir, adapté pour réfléchir le flux lumineux émis par le détecteur lorsque la cible se trouve sensiblement en vis-à-vis du détecteur. Dans une autre variante, le détecteur est un détecteur électromagnétique comprenant un levier de contact, qui peut âtre actionné par la cible lorsque la cible se trouve sensiblement en vis-à-vis du détecteur. [0011] La capacité de détection de ces capteurs connus se trouve dans une plage très faible. En effet, ils sont capables de détecter une cible disposée généralement à une distance de 5 mm maximum. Il est donc nécessaire que les tolérances entre la porte et la structure fixe, et plus particulièrement la tolérance entre le détecteur positionné sur la structure fixe et la cible positionnée sur la porte, soient faibles, c'est-à-dire de l'ordre de 5 mm Ainsi, afin de garantir le bon fonctionnement de tels capteurs de position, les éléments de détection (détecteur et cible) doivent être calés par des cales de réglage, et des dispositifs de recentrage de la porte (nommés spigots) doivent être disposés sur la structure fixe. Ces dispositifs de recentrage doivent avoir des jeux faibles (de l'ordre de 1 mm) pour limiter les déplacements relatifs de la porte, ce qui engendre des efforts importants aux interfaces, notamment au niveau des spigots. [0012] En outre, ces contraintes nécessitent de nombreuses opération de réglage lors du changement de porte. [0013] Afin de pallier à ces inconvénients, il est connu d'utiliser des capteurs de type élec- tromécanique comprenant un levier de contact, qui peut être actionné par la cible lorsque la cible vient déplacer le levier. Ces capteurs sont nommés stow switch. [0014] Cependant ces types de capteurs sont lourds. En outre, leur mécanisme en mouvement est sensible à l'usure. [0015] La présente invention vise à résoudre les inconvénients rencontrés avec les capteurs de position des portes de l'art antérieur, en proposant un capteur léger, et qui permet de 3 simplifier la conception de l'inverseur en réduisant les contraintes à respecter. [0016] La présente invention concerne pour ce faire un capteur de position d'une porte d'inverseur de poussée de nacelle pour turboréacteur d'aéronef comportant : - Une cible destinée à être détectée, - Un détecteur présentant une plage de détection et comportant une tête de détection configure° pour détecter la cible lorsqu'elle entre dans sa plage de détection, et - Un guide de la cible configuré pour guider la cihle pour la positionner dans la plage de détection du détecteur, Dans lequel le détecteur est fixe par rapport au guide de la cible, et Soit la cible étant destinée à être positionnée sur la porte dont on cherche à détecter la position, et le détecteur et le guide de la cihle étant destinés à être positionnés sur une structure fixe de l'inverseur de poussée, Soit la cible étant destinée à être positionnée sur une structure fixe de l'inverseur de poussée, et le détecteur et le guide de la cible étant destinés à être positionnés sur la porte dont on cherche à détecter la position. [0017] Ainsi, la cible est apte à rentrer dans la plage de capacité de détection du capteur, sans nécessiter de cale de réglage, d'intervention de maintenance ou d'usinage très précis des portes et de la structure fixe. Le capteur de position permet de détecter la porte en position de fermeture. [0018] Le capteur selon l'invention permet d'ajuster les dispersions dimensionnelles et ducs au fonctionnement d'un inverseur de poussée, en guidant le cible dans la plage de détection du détecteur, et en lui conférant un débattement dans cette plage de détection. [0019] En outre, un tel capteur de position permet un gain en masse et en coût de fa- brication, et permet de réduire les risques d'erreur de détection. [0020] Par ailleurs, le guide permet de protéger la cible. Il fait office de carénage protecteur. [0021] Le guide est configuré pour recevoir la cible pour la positionner dans la plage de détection du détecteur. [0022] Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le capteur de l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles. [0023] Selon une caractéristique, le détecteur est monté sur le guide de la cible. [0024] Selon une caractéristique, la cible est destinée à être positionnés sur la porte dont on cherche à détecter la position, et le détecteur et le guide de la cible sont destinés à être positionnés sur la structure fixe de l'inverseur de poussée. [0025] Selon cette caractéristique, le guide comprend une ouverture dans laquelle est in- troduite la tête de détection du détecteur de sorte à permettre la détection de la cible insérée dans le guide. [0026] Selon une caractéristique, la cible est configurée pour se situer à une distance entre 0 et 5 mm, et de préférence de l'ordre de 5 mm, de la tête de détection du détecteur, lorsque la cible est insérée dans le guide. [0027] Le guide permet de positionner la cible à une telle distance. Le guide est configuré pour positionner la cible à une distance prédéterminée de la tête de détection. [0028] Selon une caractéristique, le capteur de position est conçu pour envoyer un signal à un dispositif externe lorsque la cible se trouve dans la plage de détection du détecteur. [0029] Selon une caractéristique, le capteur de position est un capteur magnétique. [0030] Selon cette caractéristique, la cible est adaptée pour changer l'état de ce champ ma- gnétique lorsqu'elle se trouve dans la plage de détection du détecteur. [0031] Selon cette caractéristique, la cible comporte au moins une partie en matériau mé- tallique magnétique tel que l'inox magnétique ou l'acier inoxydable martensitique et plus particulièrement le 15-5 PH, ladite partie étant configurée pour être dans la plage de détection du détecteur lorsque la cible est insérée dans le guide, et le guide est en matériau non magnétique, tel qu'un matériau organique ou en polytétrafluoroéthylène (PTFE). [0032] Selon une caractéristique, le capteur de position est un capteur optique. [0033] Selon cette caractéristique, le capteur de position émet un flux lumineux par exemple par l'intermédiaire d'un ensemble de diodes ou de lasers, et la cible comporte un moyen de réflexion du flux lumineux, tel qu'un miroir, adapté pour réfléchir le flux lumineux émis par le détecteur lorsque la cible se trouve dans la plage de détection du détecteur [0034] Selon une caractéristique, le capteur de position est un capteur électromécanique. [0035] Selon cette caractéristique, le capteur de position comprend un levier de contact, qui peut être actionné par la cible lorsque la cible se trouve dans la plage de détection du détecteur. [0036] Selon une caractéristique, le guide est en matériau non magnétique, tel qu'un matériau organique ou en polytétrafluoroéthylène (PTFE). [0037] Selon une caractéristique, la cible est en forme de lame souple. [0038] La souplesse de la lame permet l'introduction de la lame dans la guide sans engendrer d'effort. Ainsi le capteur de position selon l'invention est simple et passif, et permet de positionner la cible dans la plage de détection du détecteur. [0039] Selon une caractéristique, la cible présente une épaisseur de l'ordre de 2 mm. [0040] Cette épaisseur permet de lui conférer la souplesse nécessaire à son introduction dans le guide. [0041] Selon une caractéristique, la cible présente une épaisseur variable, l'épaisseur étant de l'ordre de 2 mm au de niveau la plage de détection du détecteur lorsque la cible est insérée dans le guide. [0042] Selon une caractéristique, la cible comporte une portion élastique permettant de lui conférer la souplesse nécessaire à son introduction dans le guide. [0043] Selon une caractéristique, le guide présente une rainure dans laquelle la lame est apte à être insérée. [0044] La rainure est disposée à une distance connue de la tête de détection, afin de po- sitionner la cible dans la plage dc détection du détecteur. [0045] Selon une caractéristique, la rainure présente des bords d'attaques arrondis permettant de guider l'introduction de la lame. [0046] Selon une caractéristique, les parois de la rainure sont en matériau à très faible adhérence de sorte à limiter les frictions avec la lame et ainsi limiter l'usure de la lame ou du guide. Ces matériaux sont par exemple le polytétrafluoroéthylene (VITE), le polyamide (PA66), le polyetheretherketone (PEEK tribo). [0047] Selon une caractéristique, la rainure est sensiblement conique, la plus grande dimension étant disposée à l'extrémité d'introduction dc la cible. [0048] La longueur de la lame est limitée afin que celle-ci se retrouve en dehors du champ du détecteur lorsque la porte n'est pas en position de fermeture. Ainsi, le capteur de position est apte à détecter la rupture d'un élément de rétention de la porte en position de fermeture, tel qu'un système dc verrouillage. [0049] L'invention concerne en outre une nacelle pour turboréacteur d'aéronef, la nacelle présentant un axe longitudinal et comprenant une structure fixe et un inverseur de poussée, l'inverseur de poussée comprenant : - une structure fixe, et - au moins une porte, mobile en rotation autour d'un axe transversal à l'axe longitudinal de la nacelle, entre une position de fermeture dans laquelle elle assure une continuité aérodynamique avec la structure fixe de la nacelle lors d'un fonctionnement de la nacelle en jet direct et une position d'ouverture dans laquelle elle ouvre un passage destiné à la circulation d'un flux d'air secondaire dévié lors d'un fonctionnement de la nacelle en jet inversé, ladite nacelle étant remarquable en ce qu'elle comprend au moins un capteur de position de la porte tel que décrit précédemment. [0050] Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la nacelle comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles. [0051] Selon une caractéristique, le détecteur et le guide sont montés sur la structure fixe de l'inverseur de poussée. [0052] Selon une caractéristique, la cible est fixée sur la porte. [0053] Selon une caractéristique, la cible est fixée dans une partie centrale de la porte. Cela permet de ne disposer qu'un seul capteur de détection pour détecter la position de la porte. 6 [0054] Selon une caractéristique, la nacelle comporte un système de verrouillage de la porte en position de fermeture comprenant un crochet de porte disposé sur la porte, destiné à coopérer avec un crochet fixe disposé sur la structure fixe de l'inverseur de poussée, et la cible est fixée sur le crochet de porte. [0055] Ainsi, la cible est disposée au plus proche du crochet, ce qui permet d'améliorer la sensibilité de la détection de la fermeture de la porte, et la sensibilité de la détection de la rupture du crochet. [0056] Selon une caractéristique, la nacelle comporte plusieurs systèmes de verrouillage de la porte en position de fermeture, disposés de préférence à chaque extrémité circonférentielle de la porte [0057] Dans un mode de réalisation, la nacelle comporte un capteur de position de la porte au niveau de chaque système de verrouillage de la porte. [0058] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des figures annexées dans lesquelles : [0059] [fig.1] La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un inverseur de poussée d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef en position de fermeture. [0060] [fig.2] La figure 2 est une vue schématique en perspective de l'inverseur de poussée de la figure 1 en position d'ouverture, permettant de visualiser une partie du capteur selon l'invention. [0061] [fig.3] La figure 3 est une vue schématique en perspective d'une zone de la figure 2. [0062] [fig.4] La figure 4 est une vue schématique en perspective d'un capteur de position d'une porte de l'inverseur de poussée de la figure 1, le capteur de position comportant une cible et un guide, le guide étant partiellement représentée pour faciliter la visualisation de la cible. [0063] [fig.5] La figure 5 est une vue schématique en coupe du capteur de position selon l'invention. [0064] [fig.6] La figure 6 est une vue schématique en perspective du guide du capteur de position selon l'invention. [0065] Dans la description qui va suivre et dans les revendications, des composants identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. [0066] La figure 1 illustre un inverseur de poussée 10 d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef. [0067] L'inverseur de poussée 10 présente un axe longitudinal A correspondant à un axe longitudinal de la nacelle (non représentée). Il comporte une structure fixe 12 et deux portes 14 en position de fermeture dans laquelle elles assurent une continuité aérodynamique avec la structure fixe 12 de l'inverseur et avec la nacelle (non représentée). 7 Les portes sont mobiles en rotation autour d'un axe transversal B, B' à l'axe longitudinal A, entre la position de fermeture et une position d'ouverture (figure 2) dans laquelle elles ouvrent un passage destiné à la circulation d'un flux d'air secondaire dévié. [0068] L'inverseur de poussée 10 comporte en outre un système de verrouillage 16 de chaque porte 14 en position de fermeture et un capteur 18 de position de chaque porte 14, comme il sera vu au regard de la figure 2. [0069] La figure 2 illustre l'inverseur de poussée 10 de la figure 1 en position d'ouverture et permettant de visualiser une partie du système de verrouillage 16 et du capteur 18 de position d'une porte 14. [0070] La figure 3 illustre plus en détail le système de verrouillage 16 et le capteur 18 tels que représentés à la figure 2. [0071] Le système de verrouillage 16 comprend un crochet de porte 20 disposé sur la porte 14, destiné à coopérer avec un crochet fixe 22 (figure 4) disposé sur la structure fixe 12 de l'inverseur de poussée, mais non visible sur la figure 3. [0072] Le capteur 18 de position est un capteur magnétique. Il comporte un détecteur 24 fixé à la structure fixe 12 de l'inverseur, une lame 26 souple fixée au crochet de porte 20, et un guide 28 (figure 4) pour la lame 26, destiné à guider la lame pour la positionner dans la plage de détection du détecteur 24 lorsque la porte 14 est en position de fermeture. [0073] La lame 26 est matériau métallique magnétique tandis que le guide 28 (figure 4) est en matériau organique. [0074] Les figures 4 et 5 illustrent plus en détail le capteur 18 de position, la lame 26 étant en position insérée dans le guide 28. [0075] Le détecteur 24 comporte une tête de détection 30 configurée pour détecter la lame 26 lorsqu'elle entre dans sa plage de détection, c'est-à-dire lorsqu'elle est positionnée dans le guide en vis-à-vis de la tête de détection 30 et à une distance de l'ordre de 5 mm maximum de la tête de détection. [0076] Le capteur de position est conçu pour envoyer un signal à un dispositif externe (non représenté) lorsque la lame 26 est détectée par le détecteur 24. [0077] La lame 26 est une cible du détecteur 24. Elle présente une épaisseur « e » de 2 mm. [0078] Le guide 28 est représenté partiellement afin de faciliter la visualisation du détecteur 24. Il est fixé à la structure fixe 12 de l'inverseur via le détecteur 24. Il présente une forme de U et comporte une rainure 32 dans chacune de ses deux branches 28A, 28B (figure 6) parallèles, dans lesquelles la lame 26 est destinée à être insérée. [0079] Plus particulièrement, le détecteur 24 est monté sur le guide 28, et le guide 28 comporte une ouverture 34 (figure 6) dans laquelle est introduite la tête de détection 30 de sorte que la tête de détection 30 soit en vis-à-vis de la rainure 32 pour pouvoir 8 détecter la lame 26 lorsqu'elle est positionnée dans la rainure 32. La distance entre la rainure 32 et la tête de détection 30 est de 3 mm. [0080] La rainure 32 présente des bords d'attaque 36 arrondis afin de guider l'introduction de la lame dans la rainure 32. En outre, ses parois internes 38 (figure 6) sont en matériau à très faible adhérence de sorte à limiter les frictions avec la lame 26. [0081] La figure 6 représente le guide 28 du capteur 18 selon l'invention. [0082] Comme indiqué au regard des figures 4 et 5, le guide 28 est un bloc en forme de U comportant des rainures 32 dans chacune de ses branches parallèles 28À, 28B. Chaque rainure 32 présente des bords d'attaque 36 arrondis afin de guider l'introduction de la lame dans des rainures 32. En outre, les parois internes 38 de chaque rainure 32 sont en matériau à très faible adhérence de sorte à limiter les frictions avec la lame. [0083] Le guide 28 comporte en outre une ouverture 34 dans sa hase 28C, afin de permettre d'introduire la tête de détection 30 du détecteur 24 (figures 4 et 5). 9 REVENDICATIONS[Revendication 1] Capteur (18) de position d'une porte (14) d'inverseur de poussée (10) de nacelle pour turboréacteur d'aéronef comportant : Une cible (26) destinée à être détectée ; Un détecteur (24) présentant une plage de détection et comportant une tête de détection (30) configurée pour détecter la cible lorsqu'elle entre dans sa plage de détection ; et Un guide (28) de la cible configure pour guider la cible pour la positionner dans la plage de détection du détecteur, Dans lequel le détecteur est fixe par rapport au guide de la cible, et Soit la cible étant destinée à être positionnée sur la porte dont on cherche à détecter la position, et le détecteur et le guide de la cible étant destinés à être positionnés sur une structure fixe (12) de l'inverseur de poussée, Soit la cible étant destinée à être positionnée sur une structure fixe (12) de l'inverseur de poussée, et le détecteur et le guide de la cible étant destinés à être positionnés sur la porte dont on cherche à détecter la position. [Revendication 2] Capteur selon la revendication précédente, dans lequel le détecteur est monté sur le guide de la cible. [Revendication 3] Capteur selon la revendication précédente, dans lequel le guide comprend une ouverture (34) dans laquelle est introduite la tête de détection du détecteur de sorte à permettre la détection de la cible insérée dans le guide. [Revendication 4] Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la cible est configurée pour sc situer à une distance entre 0 et 5 mm, et de préférence de l'ordre de 5 mm, de la tête de détection du détecteur, lorsque la cible est insérée dans le guide. [Revendication 5] Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, le capteur étant un capteur magnétique. [Revendication 6] Capteur selon la revendication précédente, dans lequel la cible comporte au moins une partie en matériau métallique magnétique tel que l'inox magnétique, ou l'acier inoxydable martensitique et plus particulièrement le 15-5 PH, ladite partie étant configurée pour être dans la plage de détection du détecteur lorsque la cible est insérée dans le guide, et le 10 [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] guide est en matériau non magnétique, tel qu'un matériau organique ou en polytétrafluoroéthylène (PTI4h). Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la cible est une lame souple. Capteur selon la revendication précédente, dans lequel la cible présente une épaisseur (c) de l'ordre de 2 mm. Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, dans lequel la cible comporte une portion élastique permettant de lui conférer la souplesse nécessaire à son introduction dans le guide. Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel le guide présente une rainure (32) dans laquelle la lame est apte à être insérée. Capteur selon la revendication précédente, dans lequel la rainure présente des bords d'attaques (36) arrondis permettant de guider l'introduction de la lame. Nacelle pour turboréacteur d'aéronef, la nacelle présentant un axe longitudinal (A) et comprenant une structure fixe et un inverseur de poussée (10), l'inverseur de poussée comprenant : Une structure fixe (12), et au moins une porte (14), mobile en rotation autour d'un axe transversal (B) à l'axe longitudinal de la nacelle, entre une position de fermeture dans laquelle elle assure une continuité aérodynamique avec la structure fixe de la nacelle lors d'un fonctionnement de la nacelle en jet direct et une position d'ouverture dans laquelle elle ouvre un passage destiné à la circulation d'un flux d'air secondaire dévié lors d'un fonctionnement de la nacelle en jet inversé, [Revendication 13] ladite nacelle étant remarquable en ce qu'elle comprend au moins un capteur de position de la porte selon l'une quelconque des revendications précédentes. [Revendication 14] Nacelle selon la revendication précédente, dans laquelle le détecteur et le guide sont montés sur la structure fixe de l'inverseur de poussée et la cible est fixée sur une partie centrale de la porte. Nacelle selon la revendication 12, comportant un système de verrouillage (20, 22) de la porte en position de fermeture comprenant un crochet de porte (20) disposé sur la porte, destiné à coopérer avec un 11 crochet fixe (22) disposé sur la structure fixe de l'inverseur de poussée, la cible étant fixée sur le crochet de porte, et le détecteur et le guide étant montés sur la structure fixe dc l'inverseur dc poussée.