FR2957634A1

FR2957634A1 - Inverseur de poussee de turboreacteur.

Info

Publication number: FR2957634A1
Application number: FR1052038A
Authority: FR
Inventors: Sebastien Regard
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2010-03-22
Filing date: 2010-03-22
Publication date: 2011-09-23
Anticipated expiration: 2030-03-22
Also published as: FR2957634B1

Abstract

L'invention concerne un inverseur de poussée (10) de turboréacteur comprenant deux portes principales (22) chacune apte à pivoter par rapport à une structure fixe (12) entre une position fermée de fonctionnement du turboréacteur dans laquelle elle reconstitue la paroi externe du canal d'éjection et une position déployée d'inversion de poussée dans laquelle elle se déploie dans le canal d'éjection pour dévier le flux gazeux issu du turboréacteur. L'inverseur comprend en outre au moins une porte secondaire (30) montée sur l'extrémité aval de l'une des portes principales et apte à pivoter par rapport à celle-ci entre une position escamotée correspondant à la position fermée des portes principales dans laquelle la porte secondaire s'escamote à l'intérieur de la porte principale sur laquelle elle est montée, et une position d'obturation correspondant à la position déployée des portes principales dans laquelle la porte secondaire se déploie entre les extrémités aval des portes principales.

Description

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne un inverseur de poussée de turboréacteur du type à paupières, c'est-à-dire à portes (ou coquilles) basculantes qui sont disposées à l'extrémité aval de la nacelle du turboréacteur. Un inverseur de poussée de ce type comprend notamment une structure annulaire fixe qui forme la paroi externe du canal d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur. Deux portes (ou coquilles) sont montées de façon pivotante sur cette structure fixe. Par actionnement d'un vérin de commande, ces portes peuvent basculer autour de leur point de fixation sur la structure fixe entre deux positions extrêmes : une position fermée correspondant à un fonctionnement du turboréacteur en vol dans laquelle elles reconstituent la paroi externe du canal d'éjection, et une position déployée correspondant à un fonctionnement en inversion de poussée dans laquelle elles se déploient dans le canal d'éjection pour dévier le flux gazeux issu du turboréacteur. Lorsqu'elles sont en position déployée, les portes de l'inverseur de poussée permettent ainsi de rediriger le flux gazeux issu du turboréacteur vers l'avant de façon à fournir une poussée inverse à l'avion. L'un des problèmes posés par ce type d'inverseur de poussée est qu'il laisse subsister des pertes aérodynamiques lors du fonctionnement en vol du turboréacteur. Ces pertes sont notamment dues à la géométrie particulière des portes de l'inverseur de poussée qui, lorsqu'elles sont en position fermée, présentent généralement des bords de fuite qui ne sont pas coplanaires. Diverses solutions ont été proposées pour remédier à ce problème. Ainsi, le document FR 2,727,468 propose des aménagements particuliers de l'inverseur de poussée qui permettent de s'assurer que les bords de fuite des portes soient coplanaires lorsque celles-ci sont en position fermée. Une autre solution décrite dans le document FR 2,601,077 prévoit de disposer un anneau fixe en aval des portes de l'inverseur de poussée, la présence d'un tel anneau permettant ainsi d'obtenir une sortie plane de l'inverseur de poussée.

Bien qu'efficace pour diminuer les pertes aérodynamiques, ces inverseurs de poussée présentent l'inconvénient de posséder un taux de fuite élevé de l'ordre de 60% environ, le taux de fuite d'un inverseur de poussée correspondant au pourcentage du flux gazeux issu du turboréacteur qui n'est pas dévié par les portes lorsque celles-ci sont en position déployée. Or, un taux de fuite aussi important nuit à l'efficacité de l'inverseur de poussée.

Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un inverseur de poussée de type à paupières ayant des performances élevées sans pour autant augmenter les pertes aérodynamiques. Ce but est atteint grâce à un inverseur de poussée de turboréacteur comprenant une structure annulaire fixe destinée à former la paroi externe d'un canal d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement, et deux portes principales montées sur la structure fixe au moyen chacune de pivots transversaux à la direction d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement, chaque porte principale étant apte à pivoter par rapport à la structure fixe entre une position fermée de fonctionnement du turboréacteur dans laquelle elle reconstitue la paroi externe du canal d'éjection et une position déployée d'inversion de poussée dans laquelle elle se déploie dans le canal d'éjection pour dévier le flux gazeux issu du turboréacteur, l'inverseur de poussée étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une porte secondaire montée sur l'extrémité aval de l'une des portes principales au moyen de pivots transversaux à la direction d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement, la porte secondaire étant apte à pivoter par rapport à la porte principale sur laquelle elle est montée entre une position escamotée correspondant à la position fermée des portes principales dans laquelle la porte secondaire s'escamote à l'intérieur de la porte principale sur laquelle elle est montée et une position d'obturation correspondant à la position déployée des portes principales dans laquelle la porte secondaire se déploie entre les extrémités aval des portes principales.

La présence de la porte secondaire qui vient se placer entre les extrémités aval des portes principales lors du déploiement de ces dernières permet de diminuer considérablement les fuites de l'inverseur, ces fuites se localisant principalement à cet endroit. Par ailleurs, l'agencement particulier de l'inverseur de poussée selon l'invention permet d'avoir une sortie plane lorsque les portes sont en position fermée ce qui limite les pertes aérodynamiques. Chaque porte principale est de préférence reliée pour son pivotement à la tige d'au moins un vérin de commande solidaire de la structure fixe. Selon un mode de réalisation de l'invention, les pivots de chaque porte secondaire sont portés par les pivots de la porte principale sur laquelle elle est montée. Dans ce mode de réalisation, les pivots de chaque porte secondaire et les pivots de la porte principale sur laquelle elle est montée coopèrent avantageusement entre eux de telle manière qu'un pivotement de la porte principale entraîne un pivotement correspondant de la porte secondaire. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les pivots de chaque porte secondaire sont reliés chacun à une extrémité d'une biellette de pivotement dont l'autre extrémité est reliée à la tige du vérin de commande. Quelque soit le mode de réalisation de l'invention, une porte secondaire peut être montée sur l'extrémité aval de chaque porte principale.

L'invention concerne également un turboréacteur comportant un inverseur de poussée tel que défini précédemment.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les figures : - les figures 1 et 2 sont des vues en coupe longitudinale d'un inverseur de poussée selon un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement en position fermée et en position déployée ; - les figures 3A et 3B sont des loupes des figures 1 et 2, respectivement ; - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe longitudinale d'un inverseur de poussée selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement en position fermée et en position déployée ; - les figures 6 et 7 sont des vues en coupe longitudinale d'un inverseur de poussée selon un troisième mode de réalisation de l'invention, respectivement en position fermée et en position déployée ; et - la figure 8 est une loupe de la figure 6.

Description détaillée de modes de réalisation Les figures 1 et 2 représentent un inverseur de poussée 10 de turboréacteur selon un premier mode de réalisation de l'invention. De façon connue, cet inverseur de poussée 10 comprend une structure annulaire fixe amont 12 qui est centrée sur un axe longitudinal 14 du turboréacteur qu'elle est destinée à entourer (le turboréacteur n'est pas représenté sur les figures). Cette structure fixe amont 12 comprend notamment une paroi interne 16 qui délimite extérieurement le canal 18 d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement, et deux structures latérales 20 qui s'étendent longitudinalement depuis la structure fixe amont vers l'aval. Deux portes (ou coquilles) principales 22 sont montées sur la structure fixe amont 12 au moyen chacune de deux pivots 24 dont l'axe respectif 26 (voir figure 3A) est transversal à la direction d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement. Ces pivots sont portés chacun par l'une des deux structures latérales 20. Par ailleurs, chaque porte principale 22 est reliée pour son pivotement à la tige 27 d'un vérin de commande 28 solidaire de la structure fixe amont 12 et piloté par le calculateur électronique du turboréacteur (non représenté sur les figures). Ainsi, un actionnement des vérins de commande 28 provoque un basculement de chaque porte principale 22 par rapport à la structure fixe amont entre une position fermée dite de « fonctionnement du turboréacteur » dans laquelle elle reconstitue la paroi externe du canal 18 d'éjection (figure 1) et une position déployée dite « d'inversion de poussée » dans laquelle elle se déploie dans le canal d'éjection pour dévier le flux gazeux issu du turboréacteur (figure 2). Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, une porte secondaire 30 est montée sur l'une des portes principales 22 à l'extrémité aval de celle-ci au moyen de deux pivots 32 dont l'axe respectif 34 (voir figure 3A) est transversal à la direction d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement. Par ailleurs, chaque pivot 32 de la porte secondaire 30 est porté par un pivot 24 correspondant de la porte principale 22 sur laquelle elle est montée. Plus précisément, les pivots 32 de la porte secondaire 30 et ceux 24 de la porte principale correspondante coopèrent entre eux de telle manière qu'un pivotement des pivots 24 de la porte principale sous l'actionnement du vérin de commande 28 entraîne un pivotement des pivots 32 de la porte secondaire.

A cet effet, comme représenté de façon plus précise sur les figures 3A et 3B, les pivots 24 de la porte principale et les pivots 32 de la porte secondaire sont légèrement désaxés (leurs axes respectifs 26, 34 sont distincts). De plus, les pivots 24 de la porte principale 22 présentent des flancs 24a qui viennent, lors de leur rotation autour de l'axe 26, en butée contre des flancs 32a portés par les pivots 32 de la porte secondaire 30 de façon à les entraîner en rotation. De la sorte, un actionnement des vérins de commande 28 provoque un pivotement de la porte secondaire 30 par rapport à la porte principale 22 sur laquelle elle est montée entre une position escamotée correspondant à la position fermée des portes principales et une position d'obturation correspondant à la position déployée des portes principales. Dans sa position escamotée (figures 1 et 3A), la porte secondaire 30 s'escamote à l'intérieur de la porte principale sur laquelle elle est montée de façon à minimiser les pertes aérodynamiques du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement. Dans sa position d'obturation (figures 2 et 3B), la porte secondaire se déploie entre les extrémités aval des portes principales de façon à venir obturer l'espace créé entre les portes principales en position déployée et ainsi diminuer considérablement les fuites de l'inverseur.

Les figures 4 et 5 représentent un inverseur de poussée 10' selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Cet inverseur de poussée 10' diffère de celui du premier mode de réalisation en ce qu'une porte secondaire 30 est montée sur l'extrémité aval de chaque porte principale 22. En particulier, comme pour le premier mode de réalisation, les pivots 32 de chaque porte secondaire 30 sont portés par les pivots 24 de la porte principale 22 correspondante et coopèrent entre eux de telle manière qu'un pivotement des portes principales sous l'actionnement des vérins de commande 28 entraîne un pivotement des portes secondaires. En outre, dans leur position escamotée (figure 4), les portes secondaires 30 s'escamotent à l'intérieur des portes principales de façon à minimiser les pertes aérodynamiques. Dans leur position d'obturation (figure 5), les portes secondaires se déploient entre les extrémités aval des portes principales de façon à venir obturer l'espace créé entre les portes principales en position déployée et diminuer ainsi les fuites de l'inverseur. Les figures 6 à 8 représentent un inverseur de poussée 10" selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Cet inverseur de poussée 10" diffère de celui du deuxième mode de réalisation par les moyens permettant de faire pivoter les portes secondaires par rapport aux portes principales. En particulier, cet inverseur comporte une porte secondaire 30 qui est montée sur l'extrémité aval de chaque porte principale 22. Au contraire de l'inverseur de poussée du deuxième mode de réalisation, les pivots 32' des portes secondaires 30 ne sont ici pas portés par les pivots 24 des portes principales mais ils sont directement fixés sur les portes principales. En outre, ces pivots 32' de chaque porte secondaire 30 sont reliés chacun à une extrémité d'une biellette de pivotement 36 dont l'autre extrémité est reliée à la tige 27 d'un vérin de commande 28. Comme représenté à la figure 8, la tige 27 du vérin de commande 28 est fixée à la porte principale 22 correspondante au moyen d'une fixation 38. Cette tige 27 présente une extrémité coudée 40 qui en montée dans une lumière 42 formée dans l'extrémité de la biellette de pivotement 36. De la sorte, on comprend bien qu'un actionnement du vérin de commande 28 va entraîner un déplacement longitudinal de la tige 27 qui va elle-même provoquer un basculement de la porte principale autour de son pivot 24 par rapport à la structure fixe amont. Lors de ce déplacement, la biellette de basculement 36 va également basculer autour du pivot 24, entraînant ainsi un déplacement de l'extrémité coudée 40 de la tige 27 du vérin dans la lumière 40. Lorsque cette extrémité coudée va se trouver en butée dans la lumière, le déplacement de la tige 27 du vérin va provoquer un déplacement de la biellette de basculement dans le sens de sa longueur, déplacement qui lui-même va entraîner un basculement de la porte secondaire 30 autour de son pivot 32'. Comme pour les deux autres modes de réalisation de l'invention, chaque porte secondaire est ainsi apte à pivoter par rapport à la porte principale sur laquelle elle est montée entre une position escamotée correspondant à la position fermée des portes principales dans laquelle la porte secondaire s'escamote à l'intérieur de la porte principale et une position d'obturation correspondant à la position déployée des portes principales dans laquelle la porte secondaire se déploie entre les extrémités aval des portes principales. Il est à noter que l'inverseur de poussée selon ce troisième mode de réalisation pourrait ne comporter qu'une seule porte secondaire qui serait donc montée sur l'extrémité aval de l'une seule des portes principales.

Claims

REVENDICATIONS1. Inverseur de poussée (10, 10', 10") de turboréacteur comprenant une structure annulaire fixe (12) destinée à former la paroi externe d'un canal (18) d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement, et deux portes principales (22) montées sur la structure fixe au moyen chacune de pivots (24) transversaux à la direction d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement, chaque porte principale étant apte à pivoter par rapport à la structure fixe entre une position fermée de fonctionnement du turboréacteur dans laquelle elle reconstitue la paroi externe du canal d'éjection et une position déployée d'inversion de poussée dans laquelle elle se déploie dans le canal d'éjection pour dévier le flux gazeux issu du turboréacteur, l'inverseur de poussée étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une porte secondaire (30) montée sur l'extrémité aval de l'une des portes principales au moyen de pivots (32, 32') transversaux à la direction d'éjection du flux gazeux issu du turboréacteur en fonctionnement, la porte secondaire étant apte à pivoter par rapport à la porte principale sur laquelle elle est montée entre une position escamotée correspondant à la position fermée des portes principales dans laquelle la porte secondaire s'escamote à l'intérieur de la porte principale sur laquelle elle est montée et une position d'obturation correspondant à la position déployée des portes principales dans laquelle la porte secondaire se déploie entre les extrémités aval des portes principales.
2. Inverseur de poussée selon la revendication 1, dans lequel chaque porte principale (22) est reliée pour son pivotement à la tige (27) d'au moins un vérin de commande (28) solidaire de la structure fixe (12).
3. Inverseur de poussée selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les pivots (32) de chaque porte secondaire (30) sont portés par les pivots (24) de la porte principale (22) sur laquelle elle est montée.
4. Inverseur de poussée selon la revendication 3, dans lequel les pivots (32) de chaque porte secondaire (30) et les pivots (24) de la porte principale (22) sur laquelle elle est montée coopèrent entre eux de tellemanière qu'un pivotement de la porte principale entraîne un pivotement correspondant de la porte secondaire.
5. Inverseur de poussée selon la revendication 2, dans lequel les pivots (32') de chaque porte secondaire (30) sont reliés chacun à une extrémité d'une biellette de pivotement (36) dont l'autre extrémité est reliée à la tige (27) du vérin de commande (28).
6. Inverseur de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel une porte secondaire (30) est montée sur l'extrémité aval de chaque porte principale (22).
7. Turboréacteur caractérisé en ce qu'il comporte un inverseur de poussée (10, 10', 10") selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.15