Brevet FR3135757A1 — publié le 20231124

L’invention concerne un inverseur de poussée (30) pour ensemble propulsif d’aéronef, comprenant une structure fixe (31) équipée d’une paroi de délimitation radialement interne (18) d’une veine secondaire (21B), et une structure mobile (29) comprenant au moins un capot mobile d’inverseur (33) équipé d’une paroi radialement interne de capot d’inverseur (52), la structure mobile étant déplaçable entre une position avancée de poussée directe et une position reculée d’inversion de poussée, l’inverseur de poussée comprenant également au moins une membrane d’obturation (58) conçue pour dévier au moins une partie du flux secondaire vers la grille de déviation (32) lorsque la structure mobile (29) se trouve en position reculée d’inversion de poussée. Selon l’invention, l’inverseur comporte un cadre mobile (60) de déploiement de la membrane d’obturation (58), monté pivotant sur la structure mobile (29) de l’inverseur entre une position escamotée et une position déployée dans la veine secondaire (21B). Figure pour l’abrégé : Fig. 4 INVERSEUR DE POUSSEE COMPRENANT UNE MEMBRANE D’OBTURATION A DEPLOIEMENT SIMPLIFIE L’invention se rapporte au domaine des nacelles et des inverseurs de poussée pour ensemble propulsif d’aéronef, et, plus particulièrement, aux inverseurs de poussée équipés de membranes d’obturation. État de la technique antérieure Les inverseurs de poussée sont des dispositifs permettant de dévier vers l’avant le flux d’air traversant l’ensemble propulsif, de manière à raccourcir les distances d’atterrissage, et à limiter la sollicitation des freins sur les atterrisseurs. Les inverseurs à grilles actuellement exploités dans le secteur aéronautique comprennent des grilles de déviation intégrées à une structure fixe ou mobile de l’inverseur. La structure mobile de l’inverseur comporte un ou plusieurs capots mobiles d’inverseur, et elle est montée déplaçable en translation par rapport à la structure fixe entre une position avancée de poussée directe, et une position reculée d’inversion de poussée. Dans la position reculée d’inversion de poussée, pour dévier au moins une partie du flux secondaire vers les grilles, l’inverseur est habituellement équipé de volets d’obturation, qui, lorsqu’ils sont déployés, obturent au moins partiellement la veine secondaire. De manière connue, cela force l’air du flux secondaire radialement vers l’extérieur, en direction des grilles, qui génèrent ensuite le flux d’air de contre-poussée vers l’avant. Les volets sont généralement montés pivotants sur la paroi radialement interne des capots mobiles d’inverseur, cette paroi délimitant la veine secondaire radialement vers l’extérieur. Ainsi, des renfoncements sont prévus dans cette paroi radialement interne des capots d’inverseur afin de recevoir les volets d’obturation en position escamotée, telle qu’adoptée en jet direct. Néanmoins, en jet direct, la présence des renfoncements et des volets est source de perturbations aérodynamiques sur le flux secondaire. De plus, cette présence limite localement l’implantation d’un panneau acoustique sur la paroi radialement interne des capots d’inverseur. Pour apporter une solution technique à ces problèmes, il a été proposé de remplacer les volets par une ou plusieurs membranes d’obturation. Une telle conception est par exemple connue du document FR 3 076 864 A1. Cependant, les solutions proposées avec des membranes d’obturation restent perfectibles, notamment en matière de facilité de mise en œuvre et de fiabilité de déploiement, ainsi qu’en matière de préservation de la surface acoustique attachée à la veine secondaire. L’invention a tout d’abord pour objet un inverseur de poussée pour ensemble propulsif d’aéronef, l’inverseur comprenant une structure fixe équipée d’une paroi de délimitation radialement interne d’une veine secondaire de l’ensemble propulsif destinée à être traversée par un flux secondaire, l’inverseur comprenant également une structure mobile comprenant au moins un capot mobile d’inverseur équipé d’une paroi radialement interne de capot d’inverseur délimitant la veine secondaire radialement vers l’extérieur, l’inverseur comprenant également au moins une grille de déviation, la structure mobile étant déplaçable en translation par rapport à la structure fixe selon un axe central longitudinal de l’inverseur, entre une position avancée de poussée directe et une position reculée d’inversion de poussée, l’inverseur de poussée comprenant également au moins une membrane d’obturation conçue pour dévier au moins une partie du flux secondaire vers la grille de déviation lorsque la structure mobile se trouve en position reculée d’inversion de poussée. Selon l’invention, l’inverseur comporte également un cadre mobile de déploiement de la membrane d’obturation, un bord radialement interne de la membrane étant fixé sur ce cadre mobile monté pivotant sur la structure mobile de l’inverseur, le cadre mobile étant conçu pour être déplacé entre une position escamotée occupée lorsque la structure mobile adopte sa position avancée de poussée directe, et une position déployée dans la veine secondaire, occupée lorsque la structure mobile adopte sa position reculée d’inversion de poussée. De plus, dans la position escamotée du cadre mobile, celui-ci obture une ouverture à travers la paroi radialement interne de capot d’inverseur, cette ouverture servant au déploiement de la membrane d’obturation dans la veine secondaire et débouchant dans un espace interne de stockage du capot mobile d’inverseur, dans lequel se trouve la membrane lorsque la structure mobile adopte sa position avancée de poussée directe. Ainsi, l’inverseur selon l’invention intègre une ou plusieurs membranes d’obturation, qui confèrent des performances aérodynamiques et acoustiques améliorées à l’ensemble propulsif équipé d’un tel inverseur. En effet, en jet direct, la toile est logée dans le capot mobile d’inverseur, ce qui permet de disposer d’une veine secondaire externe pratiquement exempte de toute singularité géométrique parasite pour la traînée, et délétère pour le traitement acoustique. En effet, seul le cadre mobile de déploiement de la membrane d’obturation vient reconstituer la veine secondaire en configuration de poussée directe, la superficie de ce cadre restant négligeable par rapport à celle rencontrée dans les solutions de l’art antérieur avec des volets mobiles d’obturation. En outre, la conception spécifique à l’invention offre une simplicité de mise en œuvre de la membrane d’obturation, ainsi qu’une grande fiabilité de déploiement de cette membrane, de par la cinématique épurée de déploiement. Le cadre mobile permet également de renforcer la stabilité de la membrane, que ce soit au cours de son déploiement, ou dans sa configuration déployée lorsque la structure mobile se trouve en position reculée d’inversion de poussée. Egalement, il est noté que la conception proposée permet de mettre en œuvre une membrane s’étendant sur un secteur angulaire élevé. Le nombre de membranes et de cadres mobiles associés peut ainsi rester faible au sein de l’inverseur, pour un gain en masse. L’invention prévoit de préférence au moins l’une des caractéristiques techniques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’inverseur comprend au moins un organe mécanique de commande en rotation du cadre mobile de déploiement de la membrane d’obturation. De préférence, l’organe mécanique de commande en rotation comporte une première extrémité articulée sur la paroi fixe de délimitation radialement interne de la veine secondaire, ainsi qu’une seconde extrémité, opposée à la première, articulée sur le cadre mobile de déploiement de la membrane d’obturation, l’organe mécanique de commande étant préférentiellement une bielle. La présence d’un ou de plusieurs de ces organes de commande mécanique permet, de manière passive, de provoquer le pivotement du cadre mobile lors du déplacement axial de la structure mobile entre ses positions de poussée directe et d’inversion de poussée. Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, la membrane d’obturation est gonflable, et l’inverseur est conçu de sorte que la membrane adopte une configuration dégonflée lorsqu’elle est logée dans l’espace interne de stockage du capot mobile d’inverseur occupant sa position avancée de poussée directe, et une configuration gonflée lorsqu’elle est déployée dans la veine secondaire avec la structure mobile en position reculée d’inversion de poussée. De préférence, le passage de la membrane de sa configuration dégonflée à sa configuration gonflée provoque le pivotement du cadre mobile de sa position escamotée à sa position déployée dans la veine secondaire. Cela permet d’éviter la présence d’organes mécaniques de commande comme les bielles précitées, et diminue encore davantage la masse globale de l’inverseur ainsi que les perturbations aérodynamiques dans la veine secondaire. De préférence, l’inverseur est conçu de sorte que le pivotement du cadre mobile de sa position escamotée à sa position déployée provoque, via un système de transmission, un déplacement axial du capot mobile d’inverseur de sa position avancée de poussée directe à sa position reculée d’inversion de poussée. Avec une telle conception où le gonflage de la membrane provoque donc aussi indirectement le déplacement axial du capot mobile d’inverseur, les vérins d’actionnement de l’inverseur peuvent avantageusement être du type simple effet, et non plus nécessairement du type double effet comme cela est classiquement le cas dans l’art antérieur. Il en résulte des gains en termes de coûts et de masse. Quel que soit le mode de réalisation envisagé, la membrane d’obturation est préférentiellement équipée d’arceaux de renfort. Ces arceaux participent non seulement au renforcement mécanique de la membrane, mais ils lui confèrent encore une meilleure stabilité. De préférence, le cadre mobile présente une forme générale de U, avec les deux extrémités libres du U montées pivotantes sur le capot mobile d’inverseur. De préférence, le bord radialement interne de la membrane présente également une forme générale de U fixé tout le long du U formé par le cadre mobile, à l’aide d’une liaison linéaire ou d’une série de liaisons ponctuelles adjacentes. L’invention s’applique aussi bien à une grille d’inversion appartenant à la structure fixe de l’inverseur, ou à sa structure mobile. L’invention a également pour objet une nacelle pour ensemble propulsif d’aéronef, comprenant au moins un capot de soufflante, ainsi qu’un inverseur de poussée tel que décrit ci-dessus. Enfin, l’invention a également pour objet un ensemble propulsif pour aéronef, comprenant une turbomachine et une telle nacelle. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels : est une demi-vue schématique en coupe longitudinale d’un ensemble propulsif, comprenant un inverseur de poussée représenté en configuration de poussée directe ; est une vue partielle en perspective de l’inverseur équipant l’ensemble propulsif montré sur la , avec l’inverseur se présentant sous la forme d’un premier mode de réalisation préféré de l’invention, et représenté en configuration de poussée directe ; est une vue partielle en perspective similaire à celle de la figure précédente, selon un autre angle de vue ; est une vue partielle en perspective similaire à celle de la , avec l’inverseur représenté en configuration d’inversion de poussée ; est une vue partielle en perspective de l’inverseur montré sur la , selon un autre angle de vue ; est une vue partielle en perspective similaire à celle de la , avec le capot mobile d’inverseur ayant été retiré pour des raisons de clarté ; est une vue en demi-coupe longitudinale, montrant l’inverseur selon une alternative de réalisation, et représenté en configuration de poussée directe ; est une vue en demi-coupe longitudinale similaire à la précédente, avec l’inverseur représenté en configuration d’inversion de poussée ; est une vue en demi-coupe longitudinale, montrant l’inverseur selon une autre alternative de réalisation, et représenté en configuration de poussée directe ; est une vue en demi-coupe longitudinale similaire à la précédente, avec l’inverseur représenté en configuration d’inversion de poussée ; est une vue schématique en demi-coupe longitudinale de l’inverseur se présentant sous la forme d’un second mode de réalisation préféré de l’invention, et représenté en configuration de poussée directe ; est une vue en demi-coupe longitudinale similaire à la précédente, avec l’inverseur représenté en configuration d’inversion de poussée ; est une vue en demi-coupe longitudinale, montrant l’inverseur selon une alternative de réalisation, et représenté en configuration de poussée directe ; est une vue en demi-coupe longitudinale similaire à la précédente, avec l’inverseur représenté en configuration d’inversion de poussée ; est une vue en perspective montrant la membrane gonflable de l’alternative représentée sur les figures 13 et 14, la membrane se trouvant en configuration dégonflée ; est une vue en perspective similaire à la précédente, avec la membrane représentée en configuration gonflée ; est une vue en perspective montrant un système de rail de guidage du capot mobile d’inverseur sur une poutre fixe de l’ensemble propulsif permettant d’intégrer l’alimentation pneumatique nécessaire au gonflage de la membrane ; est une vue schématique de dessus montrant une autre alternative de réalisation pour l’inverseur, avec la membrane se trouvant en configuration dégonflée ; est une vue schématique de dessus similaire à la précédente, avec la membrane représentée en configuration gonflée ; est une vue schématique de dessus montrant encore une autre alternative de réalisation pour l’inverseur, cette vue étant similaire à celle de la , et représentant la membrane en configuration gonflée ; est une vue schématique en demi-coupe longitudinale de l’inverseur se présentant sous la forme d’un troisième mode de réalisation préféré de l’invention, et représenté en configuration de poussée directe ; est une vue en demi-coupe longitudinale similaire à la précédente, avec l’inverseur représenté en configuration d’inversion de poussée. Inverseur de poussée (30) pour ensemble propulsif d’aéronef, l’inverseur comprenant une structure fixe (31) équipée d’une paroi de délimitation radialement interne (18) d’une veine secondaire (21B) de l’ensemble propulsif destinée à être traversée par un flux secondaire (20B), l’inverseur comprenant également une structure mobile (29) comprenant au moins un capot mobile d’inverseur (33) équipé d’une paroi radialement interne de capot d’inverseur (52) délimitant la veine secondaire (21B) radialement vers l’extérieur, l’inverseur comprenant également au moins une grille de déviation (32), la structure mobile étant déplaçable en translation par rapport à la structure fixe selon un axe central longitudinal (A1) de l’inverseur, entre une position avancée de poussée directe et une position reculée d’inversion de poussée, l’inverseur de poussée comprenant également au moins une membrane d’obturation (58) conçue pour dévier au moins une partie du flux secondaire vers la grille de déviation (32) lorsque la structure mobile (29) se trouve en position reculée d’inversion de poussée, caractérisé en ce qu’il comporte également un cadre mobile (60) de déploiement de la membrane d’obturation (58), un bord radialement interne (64A) de la membrane étant fixé sur ce cadre mobile (60) monté pivotant sur la structure mobile (29) de l’inverseur, le cadre mobile étant conçu pour être déplacé entre une position escamotée occupée lorsque la structure mobile (29) adopte sa position avancée de poussée directe, et une position déployée dans la veine secondaire (21B), occupée lorsque la structure mobile adopte sa position reculée d’inversion de poussée, et en ce que dans la position escamotée du cadre mobile (60), celui-ci obture une ouverture (70) à travers la paroi radialement interne de capot d’inverseur (52), cette ouverture (70) servant au déploiement de la membrane d’obturation (58) dans la veine secondaire et débouchant dans un espace interne de stockage (68) du capot mobile d’inverseur, dans lequel se trouve la membrane (58) lorsque la structure mobile (29) adopte sa position avancée de poussée directe. Inverseur de poussée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un organe mécanique (74) de commande en rotation du cadre mobile (60) de déploiement de la membrane d’obturation (58). Inverseur de poussée selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’organe mécanique de commande en rotation (74) comporte une première extrémité (74A) articulée sur la paroi fixe de délimitation radialement interne (18) de la veine secondaire (21B), ainsi qu’une seconde extrémité (74B), opposée à la première, articulée sur le cadre mobile (60) de déploiement de la membrane d’obturation, l’organe mécanique de commande étant préférentiellement une bielle (74). Inverseur de poussée selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane d’obturation est gonflable, l’inverseur étant conçu de sorte que la membrane adopte une configuration dégonflée lorsqu’elle est logée dans l’espace interne de stockage (68) du capot mobile d’inverseur (33) occupant sa position avancée de poussée directe, et une configuration gonflée lorsqu’elle est déployée dans la veine secondaire (21B) avec la structure mobile (29) en position reculée d’inversion de poussée. Inverseur de poussée selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il est conçu de sorte que le passage de la membrane (58) de sa configuration dégonflée à sa configuration gonflée provoque le pivotement du cadre mobile (60) de sa position escamotée à sa position déployée dans la veine secondaire (21B). Inverseur de poussée selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il est conçu de sorte que le pivotement du cadre mobile (60) de sa position escamotée à sa position déployée provoque, via un système de transmission (86), un déplacement axial du capot mobile d’inverseur (33) de sa position avancée de poussée directe à sa position reculée d’inversion de poussée. Inverseur de poussée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cadre mobile (60) présente une forme générale de U, avec les deux extrémités libres du U montées pivotantes sur le capot mobile d’inverseur (33). Inverseur de poussée selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bord radialement interne (64A) de la membrane (58) présente également une forme générale de U fixé tout le long du U formé par le cadre mobile (60), à l’aide d’une liaison linéaire ou d’une série de liaisons ponctuelles adjacentes. Nacelle (3) pour ensemble propulsif d’aéronef, comprenant au moins un capot de soufflante (14), ainsi qu’un inverseur de poussée (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Ensemble propulsif (1) pour aéronef, comprenant une turbomachine (2) et une nacelle (3) selon la revendication précédente.