Brevet FR3123388A1 — publié le 20221202

Ensemble inverseur de poussée pour turboréacteur Ensemble inverseur de poussée pour turboréacteur, comprenant une structure fixe 22 ayant un axe principal ; une virole, mobile et apte à se déplacer en translation le long de l’axe principal entre une position rapportée dans laquelle la virole est rapportée contre la structure fixe 22, et une position écartée dans laquelle la virole est écartée de la structure fixe 22; au moins un verrou 34 apte à maintenir la structure fixe 22 et la virole en position rapportée ; au moins un actionneur 33 monté entre la structure fixe 22 et la virole, configuré pour déplacer la virole selon l’axe principal entre la position rapportée et la position écartée ; et un joint d’étanchéité 40 configuré pour assurer l’étanchéité entre la structure fixe 22 et la virole en position rapportée, dans lequel le joint d’étanchéité 40 présente une section évolutive. Figure pour l’abrégé : Fig. 8A. Ensemble inverseur de poussée pour turboréacteur Le présent exposé concerne un ensemble inverseur de poussée pour turboréacteur, et plus particulièrement un joint d’étanchéité d’inverseur de poussée. Un tel ensemble inverseur de poussée peut être utilisé pour tout type de turboréacteur, en particulier pour des turboréacteurs d’aviation civile. Les inverseurs de poussée sont des éléments d’un turboréacteur permettant d’orienter vers l’avant une partie du flux d’air traversant le turboréacteur, afin d’inverser la poussée exercée par le turboréacteur et ralentir l’aéronef sur lequel le turboréacteur est monté en cas d’atterrissage ou de freinage d’urgence, par exemple lors d’un abandon de décollage. En particulier, parmi les inverseurs de poussée connus figurent les inverseurs de poussée à grilles. Ces derniers comprennent des grilles s’étendant sur une circonférence du turboréacteur et présentant des profils aérodynamiques dirigés vers l’avant, ainsi que des vérins entraînant les grilles et un capot mobile. En temps normal, un capot fixe recouvre les grilles empêchant ainsi l’air de s’échapper du turboréacteur par ces dernières ; en revanche, lorsque l’inverseur est activé, les grilles et le capot mobile coulissent le long du turboréacteur, libérant la grille et permettant ainsi à l’air de s’échapper et d’être redirigé vers l’avant. Dans certains ensembles inverseur de poussée de ce type, des verrous sont présents entre la partie fixe et la partie mobile, afin de les maintenir en position rapportée l’une contre l’autre. Dans une telle position, un joint d’étanchéité est comprimé entre la partie fixe et la partie mobile afin d’empêcher l’air de s’échapper par les grilles. Habituellement, dans les ensembles inverseurs de poussée de ce type, le capot mobile est entraîné en translation par deux vérins, généralement disposés de façon axisymétrique. Une telle structure requiert une grand précision d’assemblage afin d’obtenir un montage serré entre la partie fixe et la partie mobile de l’ensemble inverseur de poussée et ainsi assurer l’étanchéité entre ces dernières tout en contraignant le moins possible la structure fixe. En outre, la commande des deux vérins doit être synchronisée afin de ne pas introduire d’efforts supplémentaires dans le capot mobile. Il est alors avantageux de réaliser un ensemble inverseur de poussée pour turboréacteur ne comprenant qu’un unique vérin. En effet, une telle configuration présente un assemblage facilité, et simplifie la commande du vérin. Toutefois, l’utilisation d’un unique vérin déséquilibre la structure de l’ensemble inverseur. En effet, la fermeture de l’ensemble inverseur de poussée est obtenue par l’effort axial du vérin situé sur la périphérie du turboréacteur, qui tend à incliner et mettre en travers la partie mobile par rapport à l’axe de l’ensemble inverseur de poussée. L’effort transmis par le vérin pour comprimer le joint d’étanchéité et engager la partie mobile contre la partie fixe est alors inégalement transmise, ce qui entraîne un risque de fuites voire de mauvais verrouillage de la partie mobile contre la partie fixe. Cela requiert alors un d’imposer une course supplémentaire au niveau du vérin de façon que le déplacement soit suffisant au niveau des verrous pour assurer leur manœuvre. Il existe donc un besoin pour un ensemble inverseur de poussée pour turboréacteur facilitant l’engagement des verrous lors du fonctionnement de l’inverseur de poussée, et qui soient dépourvu, au moins en partie, des inconvénients des configurations connues précitées. Le présent exposé concerne un inverseur de poussée pour turboréacteur, comprenant une structure fixe ayant un axe principal une virole, mobile et apte à se déplacer en translation le long de l’axe principal entre une position rapportée, dans laquelle la virole est rapportée contre la structure fixe, et une position écartée, dans laquelle la virole est écartée de la structure fixe, au moins un verrou apte à maintenir la structure fixe et la virole en position rapportée, au moins un actionneur monté entre la structure fixe et la virole, configuré pour déplacer la virole selon l’axe principal entre la position rapportée et la position écartée, et un joint d’étanchéité configuré pour assurer l’étanchéité entre la structure fixe et la virole en position rapportée, dans lequel le joint d’étanchéité présente une section évolutive. Par circonférence est comprise une ligne parcourant le joint selon sa direction curviligne principale. Par section est comprise une coupe transversale du joint perpendiculairement à la direction curviligne principale du joint. Par section évolutive, on comprend que la section du joint, donc son profil en coupe transversal, est variable le long de sa circonférence. En particulier, un ou plusieurs paramètres de son profil peuvent varier, et notamment sa hauteur, son aire, sa largeur, son diamètre etc. Un tel ensemble inverseur de poussée présente l’avantage de sécuriser la fermeture de l’ensemble inverseur de poussée en permettant d’adapter la section du joint, et donc l’effort nécessaire à la fermeture du joint, à l’effort transmis par le vérin à travers ladite section du joint. Dans certains modes de réalisation, la hauteur du joint diminue de façon monotone entre une section maximale présentant une hauteur maximale et une section minimale présentant une hauteur minimale. Par monotone est compris la monotonie au sens mathématique, c’est-à-dire qu’en parcourant le joint de la section maximale vers la section minimale, la hauteur est décroissante, sans être nécessairement strictement décroissante. Dans certains modes de réalisation, la réduction de la hauteur du joint entre la section maximale et la section minimale est comprise entre 30% et 70%, de préférence entre 40% et 60%. Dans certains modes de réalisation, la section maximale est située à proximité de l’actionneur et la section minimale est éloignée de l’actionneur. Dans certains modes de réalisation, le joint comprend plusieurs parties ayant des sections de hauteurs sensiblement constantes, de préférence une partie maximale présentant une section de hauteur maximale, une partie minimale présentant une section de hauteur minimale, et au moins une partie intermédiaire prévue entre les parties maximale et minimale. On comprendra que chacune des parties de sections maximale, minimale et intermédiaire ne sont pas nécessairement continues. En particulier, la partie de section intermédiaire peut comprendre deux parties respectivement continues de joint mais situées de part et d’autre des parties de section maximale et minimale. Les parties ayant des sections de hauteurs sensiblement constantes peuvent être reliées entre elles par des régions de hauteur variable, afin d’assurer la continuité de la section du joint. Le critère de réduction de hauteur entre la section maximale et la section minimale peut être remplacé et/ou complété par d’autres critères pour des grandeurs présentant un maximum à la section maximale et un minimum à la section minimale. Par exemple, l’aire de la section du joint peut être évolutive et donc, en particulier, diminuer entre la section maximale et la section minimale. Dans un autre exemple, le diamètre et/ou le périmètre de la section du joint, ou du corps du joint, peut être évolutif et donc, en particulier, diminuer entre la section maximale et la section minimale. La hauteur du joint, ou tout autre paramètre variant entre la section maximale et la section minimale, peut être continue. Par continue est compris la continuité au sens mathématique, c’est-à-dire qu’en parcourant la longueur du joint, la hauteur, ou plus généralement le paramètre en question, ne diminue pas brutalement, par exemple du fait d’une arête. Dans certains modes de réalisation, le joint comprend plusieurs tronçons emboîtés les uns dans les autres. Par emboitement est compris l’assemblage de deux tronçons par complémentarité de forme, réversible ou non. Par exemple, les tronçons emboitables peuvent présenter chacun une extrémité dont la section extérieure est sensiblement de la forme de la section intérieure de la partie de joint dans laquelle elle est amenée à s’emboîter. Dans certains modes de réalisation, la virole est apte à être amenée dans une position d’enclenchement, située plus en avant que la position rapportée et dans laquelle le joint est davantage comprimé que dans la position rapportée, afin d’enclencher le verrou entre la structure fixe et la virole. En position d’enclenchement, le joint est comprimé sous l’action de l’actionneur. Une fois l’escamotage suffisant pour enclencher les verrous atteint, l’actionneur se relâche et le joint se détend légèrement pour être comprimé par les verrous. Dans certains modes de réalisation, le joint est creux et présente des trous de pressurisation sur une face intérieure. Un joint creux est un joint dont la section présente un contour de matière entourant un vide de matière. Des exemples de joints creux sont connus de l’homme du métier, par exemple sous l’appellation de joint en oméga ou en P. Par face intérieure du joint est compris la face du joint orientée vers l’intérieur de la turbomachine. Autrement dit, la face intérieure du joint est celle qui est au contact de la veine de la turbomachine lorsque l’inverseur est fermé, c’est-à-dire lorsque la virole est dans la position rapportée. Les trous de pressurisation permettent de gonfler le joint afin d’augmenter l’effort de contact avec la paroi en vis-à-vis, de façon à limiter au maximum les fuites. Dans certains modes de réalisation, le joint est un joint annulaire s’étendant de manière continue sur 360°. Le joint est ainsi ininterrompu sur toute sa longueur, c’est-à-dire le long de toute la circonférence de la structure fixe, afin d’assurer l’étanchéité entre la structure fixe et la virole. Dans certains modes de réalisation, le joint comprend un corps configuré pour accueillir une partie d’étanchéité de la virole ou de la structure fixe. Par partie d’étanchéité est comprise une partie prévue pour comprimer le joint, par exemple un compresseur de joint ou une bride. Dans certains modes de réalisation, le joint comprend une base engagée dans un support de joint de la structure fixe ou de la virole. Le support peut prendre toute forme permettant de maintenir le joint, par exemple présenter un contour enserrant la base du joint. La base et le corps du joint peuvent être confondus. Dans certains modes de réalisation, le joint est solidaire de la structure fixe. La partie d’étanchéité est alors portée par la virole tandis que le support de joint est porté par la structure fixe. Toutefois, la configuration inverse est possible. Dans certains modes de réalisation, l’ensemble inverseur présente un unique actionneur. Toutefois, dans d’autres modes de réalisation, l’ensemble inverseur de poussée peut comprendre plusieurs actionneurs, en particulier des actionneurs disposés de façon dissymétrique. Par dissymétrique est compris une dissymétrie par rapport à une symétrie centrale, par exemple une dissymétrie de positionnement ou de dimensionnement des actionneurs ou toute autre configuration entraînant un risque de mise en travers de la partie mobile lors l’actionnement des vérins. En présence de plusieurs actionneurs, les sections maximale et minimale peuvent être comprises comme des sections dont les hauteurs présentent respectivement un maximum et un minimum local. Dans certains modes de réalisation, au moins un actionneur est un vérin. Dans certains modes de réalisation, le verrou présente une première partie sur la virole et une deuxième partie sur la structure fixe, les première et deuxième parties pouvant s’assembler par complémentarité de forme, être verrouillées l’une contre l’autre par tout moyen de verrouillage réversible connu de l’homme du métier. Dans certains modes de réalisation, l’ensemble inverseur comprend deux verrous. Dans certains modes de réalisation, au moins un verrou, et de préférence chaque verrou, est disposé à plus de 60° de l’actionneur. Les deux verrous peuvent notamment être situés à des positions sensiblement de 0° et 180°, lorsque la position d’un vérin correspond à 90°. La structure de l’inverseur n’est pas limitée à deux verrous, et il est compris que les verrous peuvent être présents par paires symétriques, ou encore un nombre quelconque de verrous équirépartis sur la circonférence de l’ensemble inverseur. Dans certains modes de réalisation, la section transverse du corps du joint possède une forme sensiblement ellipsoïdale présentant un méplat ou des lèvres amenés à être en contact avec une partie d’étanchéité de la virole, rectangulaire avec arêtes arrondis ou toute autre forme connue de l’homme du métier permettant d’assurer une bonne étanchéité. Dans certains modes de réalisation, le joint est réalisé dans un matériau ayant une raideur plus élevée à proximité de l’actionneur qu’à distance de l’actionneur. Ceci permet d’adapter encore un peu plus l’effort nécessaire à la fermeture de l’inverseur de poussée. Le présent exposé concerne également un ensemble propulsif incluant un turboréacteur et un inverseur de poussée selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents. Le présent exposé concerne également un aéronef comprenant un ensemble propulsif selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents. Les caractéristiques et avantages précités, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, d'exemples de réalisation du dispositif et du procédé proposés. Cette description détaillée fait référence aux dessins annexés. Les dessins annexés sont schématiques et visent avant tout à illustrer les principes de l’exposé. Sur ces dessins, d’une figure à l’autre, des éléments (ou parties d’élément) identiques sont repérés par les mêmes signes de référence. En outre, des éléments (ou parties d'élément) appartenant à un exemple de réalisation différent mais ayant une fonction analogue sont repérés sur les figures par des références numériques incrémentées de 100. La est une vue latérale d’un exemple d’aéronef. La est une vue en coupe axiale d’un exemple de turboréacteur à flux mélangés. La représente une vue latérale d’un exemple d’ensemble inverseur de poussée, dans laquelle la nacelle n’est pas représentée. La représente une vue en perspective de cet ensemble inverseur de poussée. La est une vue en coupe selon un plan axial représentant un premier exemple de cet ensemble inverseur de poussée. La est une vue en perspective représentant une partie fixe de cet ensemble inverseur de poussée. La est une vue présentant une coupe d’un tronçon de joint. La est une vue schématique représentant une structure fixe présentant un joint selon un premier exemple. La est une vue schématique représentant une structure fixe présentant un joint selon un deuxième exemple. La est une vue en perspective de deux tronçons de joint. La est une vue du joint en situation. La représente une vue en perspective d’un tronçon de joint. La représente une vue en perspective d’un support de joint. Ensemble inverseur de poussée (20) pour turboréacteur (10), comprenant une structure fixe (22), ayant un axe principal ; une virole (25), mobile et apte à se déplacer en translation le long de l’axe principal entre une position rapportée, dans laquelle la virole (25) est rapportée contre la structure fixe (22), et une position écartée, dans laquelle la virole (25) est écartée de la structure fixe (22) ; au moins un verrou (34), apte à maintenir la structure fixe (22) et la virole (25) en position rapportée ; au moins un actionneur (33), monté entre la structure fixe (22) et la virole (25), configuré pour déplacer la virole (25) selon l’axe principal entre la position rapportée et la position écartée ; et un joint d’étanchéité (40,140) configuré pour assurer l’étanchéité entre la structure fixe (22) et la virole (25) en position rapportée, dans lequel le joint d’étanchéité (40) présente une section évolutive. Ensemble inverseur de poussée (20) selon la revendication 1, dans lequel la hauteur du joint (40) diminue de façon monotone entre une section maximale présentant une hauteur maximale et une section minimale présentant une hauteur minimale. Ensemble inverseur de poussée (20) selon la revendication 2, dans lequel la section maximale est située à proximité de l’actionneur (33) et la section minimale est éloignée de l’actionneur (33). Ensemble inverseur de poussée (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le joint (40,140) comprend plusieurs parties (151,152,153) ayant des sections de hauteurs sensiblement constantes, de préférence une partie (151) maximale présentant une section de hauteur maximale, une partie minimale (153) présentant une section de hauteur minimale, et au moins une partie intermédiaire (152) prévue entre les parties maximale (151) et minimale (153). Ensemble inverseur de poussée (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le joint (40) comprend plusieurs tronçons (41, 42) emboîtés les uns dans les autres. Ensemble inverseur de poussée (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la virole (25) est apte à être amenée dans une position d’enclenchement, située plus en avant que la position rapportée et dans laquelle le joint (40) est davantage comprimé que dans la position rapportée, afin d’enclencher le verrou (34) entre la structure fixe (22) et la virole (25). Ensemble inverseur de poussée (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le joint (40) est creux et présente des trous de pressurisation (61) sur une face intérieure. Ensemble inverseur de poussée (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le joint (40) comprend un corps (63) configuré pour accueillir un compresseur de joint (25A) de la virole (25). Ensemble inverseur de poussée (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant un unique actionneur (33). Ensemble propulsif comprenant un turboréacteur (10) et un inverseur de poussée (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.