Brevet FR3095015A1 — publié le 20201016

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. En outre, le déplacement de chaque porte d'inversion est réalisé à l'aide d'une bielle qui traverse la veine secondaire en position escamotée et qui obstrue donc partiellement la veine secondaire. [0006] Bien que les portes d'inversion donnent entière satisfaction, il est souhaitable de trouver des mécanismes différents, en particulier des mécanismes moins lourds et qui ne présentent aucune obstruction du flux secondaire en position escamotée. 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 2 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, [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 angulairemcnt 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 arbre, un fléau fixé à l'arbre et qui présente une première extrémité et une deuxième extrémité qui sont disposées de part et d'autre dudit arbre, [0016] - pour un premier fléau, un deuxième fléau et un troisième fléau angulairement consécutifs, deux bielles où la première bielle présente deux extrémités dont l'une est montée articulée sur la deuxième extrémité du premier fléau et dont l'autre est montée articulée sur la deuxième extrémité du deuxième fléau, et où la deuxième bielle présente deux extrémités dont l'une est montée articulée sur la première extrémité du deuxième fléau et dont l'autre est montée articulée sur la première extrémité du troisième fléau, et [0017] - un système d'actionnement qui réalise la mise en rotation de l'une des bielles dans un sens et dans l'autre. [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, les deux extrémités sont symétriques par rapport à l'axe de rotation. [0020] L'invention propose également un aéronef comportant au moins un turboréacteur 3 double flux selon l'une des variantes précédentes. Brève description des dessins [0021] 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 réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : [0022] [fie.11 est une vue de côté d'un aéronef comportant un turboréacteur double flux selon l'invention, [0023] [fie.21 est une vue en perspective du turboréacteur double flux selon l'invention en position avancée et escamotée, [0024] [fie.31 est une vue en perspective du turboréacteur double flux selon l'invention, en position reculée et déployée, [0025] [fig.41 est une représentation schématique d'un turboréacteur double flux selon l'invention vu en coupe par un plan vertical, et [0026] [fig.51 est une vue en perspective d'un système de manoeuvre selon l'invention. [0027] EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION [0028] Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence au sens d'écoulement de Fair dans un turboréacteur qui s'écoule donc de l'avant vers l'arrière de l'aéronef [0029] 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 mât 16. [0030] 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. [0031] 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. [0032] 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. [0033] 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. [0034] 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. [0035] 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. [0036] 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. [0037] 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. [0038] 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 ce 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. [0039] 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. [0040] 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. [0041] 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. [0042] 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. [0043] 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. [0044] 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. [0045] 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. [0046] 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 dc 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. [0047] 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. [0048] Les lames 250 sont décalées angulairernent de proche en proche autour de l'axe lon- gitudinal X. [0049] 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 veille 204. [0050] 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. [0051] 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. [0052] Le coulisseau 218 porte également un système de manoeuvre 400 qui déplace chaque lame 250 de la position escamotée à la position déployée. [0053] 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 ou à la fin de ce déplacement, le système de manoeuvre 400 déplace les lames 250 de la position escamotée à la position déployée. [0054] 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 ou au début de ce déplacement, le 6 système de manoeuvre 400 déplace les lames 250 de la position déployée à la position escamotée. [0055] 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. [0056] La Fig. 5 montre le système de manoeuvre 400 qui est monté sur l'ensemble mobile 214 et plus particulièrement sur le coulisseau 218. [0057] 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. Sur la Fig. 5, chaque lame 250 est tronquée pour faciliter la compréhension du mécanisme et seules trois lames 250 sont montrées en position escamotée. En outre, sur la Fig. 5, le coulisseau 218 est vu en coupe. L'axe de rotation 404 est ici globalement parallèle à l'axe longitudinal X. [0058] Pour chaque arbre 402, le système de manoeuvre 400 comporte également un fléau 414a-c qui est fixé à l'arbre 402 et comporte deux extrémités 416a-b disposées de part et d'autre dudit arbre 402. Chaque fléau 414a-c est ici dans un plan perpendiculaire à l'arbre 402. [0059] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 5, la direction entre les deux extrémités est orientée globalement radialement par rapport à l'axe longitudinal X. C'est-à-dire qu'une première extrémité 416a est disposée entre l'axe longitudinal X et l'axe de rotation 404 et qu'une deuxième extrémité 416b est disposée au-delà de l'axe de rotation 404 par rapport à l'axe longitudinal X. Bien sûr, une orientation différente est possible. [0060] Le décalage angulaire des lames 250 entraîne le décalage angulaire des arbres 402 et des fléaux 414a-c. Pour un premier fléau 414a, un deuxième fléau 414b et un troisième fléau 414c angulairement consécutifs autour de l'axe longitudinal X, le système de manoeuvre 400 comporte deux bielles 408a-b où la première bielle 408a présente deux extrémités dont l'une est montée articulée sur la deuxième extrémité 416b du premier fléau 414a et dont l'autre est montée articulée sur la deuxième extrémité 416b du deuxième fléau 414b, et où la deuxième bielle 408b présente deux extrémités dont l'une est montée articulée sur la première extrémité 416a du deuxième fléau 414b et dont l'autre est montée articulée sur la première extrémité 416a du troisième fléau 414c. [0061] Les deux bielles 408a-b qui sont fixées sur un même arbre 402 sont ainsi décalées de part et d'autre de l'axe de rotation 404 et ainsi un tirage sur l'une des deux bielles 408a-b va se transformer en un poussage sur l'autre bielle 408b-a. [0062] Le fonctionnement est alors le suivant dans le cas de la Fig. 5. Lorsqu'une force de traction est exercée sur la bielle qui est fixée à la première extrémité 416a de la 7 première bielle 414a, celle-ci pivote autour de l'axe de rotation 404 dans le sens de la flèche 420 et repousse en même temps la bielle 408a qui est fixée à la deuxième extrémité 416b de la première bielle 414a, ce qui entraîne en cascade la rotation de la deuxième bielle 414b autour de son axe 404 et dans le même sens (420) et ainsi de suite. [0063] La rotation dans le sens de la flèche 420 va entraîner le déplacement des lames 250 de la position escamotée à la position déployée. [0064] A l'inverse, lorsqu'une force de poussage est exercée sur la bielle qui est fixée à la première extrémité 416a de la première bielle 414a, celle-ci pivote autour de l'axe de rotation 404 dans le sens inverse de la flèche 420 et tire en même temps la bielle 408a qui est fixée à la deuxième extrémité 416b dc la première bielle 414a, cc qui entraîne en cascade la rotation de la deuxième bielle 414b autour de son axe 404 et dans le même sens (inverse de 420) et ainsi de suite. [0065] La rotation dans le sens inverse de la flèche 420 va entraîner le déplacement des lames 250 de la position déployée à la position escamotée. [0066] Le système de manoeuvre 400 comporte également un système d'actionnement 450 qui réalise le déplacement en rotation de l'une des bielles 414a-c, ici la première bielle 414a, dans un sens et dans l'autre en tirant ou en poussant l'une des extrémités dc ladite première bielle 414a. [0067] Dans le mode dc réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 5, le système d'actionnement 450 comporte un rail 452 qui est monté fixe sur l'ensemble mobile 214, un chariot 454 monté coulissant sur le rail 452 et une bielle d'actionnement 456 montée articulée entre le chariot 454 et la première extrémité de la première bielle 414a. [0068] Le système d'actionnement 450 comprend également tous moyens moteur appropriés permettant d'assurer le déplacement du chariot 454 le long du rail 452, comme par exemple un vérin monté articulé entre le chariot 454 et l'ensemble mobile 214, un moteur équipé d'une crémaillère, etc. L'unité de contrôle commande également les moyens moteur. [0069] La liaison entre le chariot 454 et le rail 452 prend ici la forme d'une double queue d'aronde. [0070] Le déplacement de chaque lame 250 se transmet alors de proche en proche, et le dé- placement de l'un des fléaux 414a-c va entraîner le déplacement de l'ensemble des fléaux 414a-c. [0071] Chaque articulation entre un fléau 414a-c et une bielle 456, 408a-b, prend la forme d'une chape dont l'axe de rotation est parallèle à l'axe longitudinal X. [0072] Pour une bonne répartition des efforts, les deux extrémités 416a-b sont symétriques par rapport à l'axe de rotation 402. 8 [0073] La description a été plus particulièrement faite dans le cas des premières extrémités 416a qui sont à l'intérieur par rapport aux deuxièmes extrémités 41611, niais il est possible d'inverser les positions des extrémités et donc des bielles 408a-b. [0074] De la même manière, la description a été plus particulièrement faite dans le cas où la bielle d'actionnement 456 est montée sur la première extrémité 416a, mais il est possible de la monter sur la deuxième extrémité 416b qui devient alors une première extrémité et les positions des bielles 408a-b sont alors inversées par rapport à la Fig. 5. [0075] Chaque lame 250 s'étend dans un plan globalement perpendiculaire à l'axe lon- gitudinal X. [0076] 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. [0077] Le déplacement de toutes les lames 250 est alors relativement simple à mettre en oeuvre car il suffit d'effectuer une rotation de l'arc 408. [0078] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté à la Fig. 5, 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 à l'intérieur de laquelle les lames 250 sont montées mobiles en rotation et où les arbres 402 traversent une paroi du profilé en U 219. [0079] L'invention a été plus particulièrement décrite dans le cas d'une nacelle sous une aile niais elle peut s'appliquer à une nacelle située à l'arrière du fuselage. 9 [Revendication 1] REVENDICATIONSTurboréacteur double flux (100) présentant un axe longitudinal (X) et comportant un moteur (20) et une nacelle (102) entourant le moteur (20) qui comporte un carter de soufflante (202), où une veine (204) d'un flux secondaire (208) est délimitée entre la nacelle (102) et le moteur (20) et dans laquelle un flux d'air circule selon un sens d'écoulement, ladite nacelle (102) comportant : - une structure fixe (206) fixée au carter de soufflante (202), - un ensemble mobile (214) présentant un capot mobile (216) et un coulisseau (218), le capot mobile (216) étant fixé au coulisseau (218), le coulisseau (218) étant mobile en translation sur la structure fixe (206) selon une direction de translation entre une position avancée dans laquelle le coulisseau (218) est positionné de manière à ce que le capot mobile (216) soit rapproché du carter de soufflante (202) et une position reculée dans laquelle le coulisseau (218) est positionné de manière à ce que le capot mobile (216) soit éloigné du carter de soufflante (202) pour définir entre eux une fenêtre (220) ouverte entre la veine (204) et l'extérieur de la nacelle (102), - une pluralité de lames (250), chacune comportant une première extrémité montée mobile en rotation sur le coulisseau (218) autour d'un axe de rotation et où les lames (250) sont décalées angulairement de proche en proche autour de l'axe longitudinal (X), où chaque lame (250) est mobile entre une position escamotée dans laquelle la lame (250) est en dehors de la veine (204) et une position déployée dans laquelle la lame (250) est en travers de la veine (204), - un ensemble d'actionneurs assurant le déplacement du coulisseau (218) entre la position avancée et la position reculée, et inversement, et - un système de manoeuvre (400) destiné à déplacer chaque lame (250) de la position escamotée à la position déployée et inversement, où le système de manoeuvre (400) comporte : - pour chaque lame (250), un arbre (402) monté mobile en rotation sur le coulisseau (218) autour d'un axe de rotation (404), et sur lequel la lame (250) est fixée, - pour chaque arbre (402), un fléau (414a-c) fixé à l'arbre (402) et qui présente une première extrémité (416a) et une deuxième extrémité (416b) qui sont disposées de part et d'autre dudit arbre (402), - pour un premier fléau (414a), un deuxième fléau (414b) et un 10 [Revendication 2] troisième fléau (414c) angulairement consécutifs, deux bielles (408a-b) où la première bielle (408a) présente deux extrémités dont l'une est montée articulée sur la deuxième extrémité (41611) du premier fléau (414a) et dont l'autre est montée articulée sur la deuxième extrémité (41611) du deuxième fléau (414b), et où la deuxième bielle (408b) présente deux extrémités dont l'une est montée articulée sur la première extrémité (416a) du deuxième fléau (414b) et dont l'autre est montée articulée sur la première extrémité (416a) du troisième fléau (414c), et - un système d'actionnement (450) qui réalise la mise en rotation de l'une des bielles (414a-c) dans un sens et dans l'autre. [Revendication 3] Turboréacteur double flux (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux extrémités (416a-b) sont symétriques par rapport à l'axe de rotation (402). Aéronef (10) comportant au moins un turboréacteur double flux (100) selon l'une des revendications précédentes.