FR3155265A1 - Inverseur de poussee comprenant une membrane d’obturation deployable dans une veine de flux melange - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un inverseur de poussée (30) pour ensemble propulsif d’aéronef traversé par un flux primaire, un flux secondaire, ainsi qu’un flux mélangé (20C), l’inverseur comprenant une structure fixe (31) équipée d’au moins un organe de déviation de flux (32), et une structure mobile (29) comprenant au moins un capot d’inverseur (33) délimitant radialement vers l’extérieur une veine (21C) de flux mélangé de l’ensemble propulsif, agencée en aval de la veine secondaire (21B) et destinée à être traversée par le flux mélangé (20C). Selon l’invention, l’inverseur est conçu de sorte que lorsque la structure mobile (29) se trouve en position reculée d’inversion de poussée, une membrane d’obturation déployée (58) est agencée au moins en partie dans la veine (21C) de flux mélangé. Figure pour l’abrégé : Fig. 3

Description

INVERSEUR DE POUSSEE COMPRENANT UNE MEMBRANE D’OBTURATION DEPLOYABLE DANS UNE VEINE DE FLUX MELANGE

L’invention se rapporte au domaine des nacelles et des inverseurs de poussée pour ensemble propulsif d’aéronef, et, plus particulièrement, aux nacelles équipées d’inverseurs à organes fixes de déviation de flux, comme des grilles de déviation.

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 de l’inverseur, destinée à être reliée à un carter de turbomachine. Une 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. En position avancée de poussée directe, les grilles de déviation sont agencées dans le logement des capots d’inverseur, et elles sont isolées de la veine secondaire de l’ensemble propulsif par une paroi radialement interne des capots d’inverseur. En revanche, dans la position reculée d’inversion de poussée, la paroi radialement interne reculée des capots d’inverseur définit une ouverture de passage vers les grilles de déviation.

Habituellement, pour dévier au moins une partie du flux secondaire vers cette ouverture de passage en direction des grilles, l’inverseur est également 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 à traverser l’ouverture de passage et à rejoindre les grilles, qui génèrent alors le flux d’air de contre-poussée vers l’avant.

Les volets sont généralement montés pivotants sur la paroi radialement interne des capots 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 de la veine secondaire. 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 pour ce qui concerne l’efficacité et les performances de l’inverseur.

L’invention a tout d’abord pour objet un inverseur de poussée pour ensemble propulsif d’aéronef traversé par un flux primaire, un flux secondaire, ainsi qu’un flux mélangé, 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 le flux secondaire, l’inverseur comprenant également une structure mobile comprenant au moins un capot d’inverseur délimitant radialement vers l’extérieur une veine de flux mélangé de l’ensemble propulsif, agencée en aval de la veine secondaire et destinée à être traversée par le flux mélangé, l’inverseur comprenant également au moins un organe de déviation de flux, 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 des gaz de l’ensemble propulsif vers l’organe de déviation de flux, lorsque la structure mobile se trouve en position reculée d’inversion de poussée.

Selon l’invention, l’inverseur est conçu de sorte que lorsque la structure mobile se trouve en position reculée d’inversion de poussée, la membrane d’obturation déployée est agencée au moins en partie dans la veine de flux mélangé.

Contrairement aux réalisations proposées antérieurement dans lesquelles la membrane obture la veine secondaire, l’invention prévoit à présent d’obturer la veine traversée par le flux mélangé, à savoir le flux situé en aval et résultant du mélange des flux primaire et secondaire. Cette possibilité est offerte par la capacité de telles membranes à supporter des températures élevées, du type de celles rencontrées dans le flux mélangé. Il en résulte une plus grande efficacité et des performances plus élevées pour l’inverseur, en agissant sur le flux mélangé situé en aval de l’éjection des flux primaire et secondaire, c’est-à-dire en aval d’un mélangeur de flux qui est préférentiellement prévu sur l’ensemble propulsif.

En outre, l’emploi de membranes d’obturation apporte des gains en termes de coût, de masse, de performances acoustiques et aérodynamiques. L’invention est donc le résultat de recherches technologiques visant à améliorer de manière significative les performances des avions et, en ce sens, contribue à la réduction de l’impact environnemental de ces avions (décarbonation).

L’invention prévoit de préférence au moins l’une des caractéristiques techniques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.

De préférence, le capot mobile d’inverseur présente un logement ouvert vers l’amont et délimité entre une paroi radialement externe et une paroi radialement interne de ce capot mobile d’inverseur, l’organe de déviation de flux étant agencé, en position avancée de poussée directe de la structure mobile, dans le logement du capot mobile d’inverseur en étant isolé de la veine secondaire et de la veine de flux mélangé par la paroi radialement interne du capot mobile d’inverseur, et, dans la position reculée d’inversion de poussée de la structure mobile, la paroi radialement interne reculée du capot mobile d’inverseur laissant apparaître en amont une ouverture de passage vers l’organe de déviation de flux, la membrane d’obturation étant conçue pour dévier au moins une partie du flux mélangé vers l’ouverture de passage et l’organe de déviation de flux, lorsque la structure mobile se trouve en position reculée d’inversion de poussée.

De préférence, l’inverseur comprend également au moins un organe de déploiement de la membrane d’obturation, comportant une première extrémité raccordée sur la membrane, et une seconde extrémité opposée à la première extrémité, ladite seconde extrémité étant raccordée sur le capot mobile d’inverseur, ou sur la paroi de délimitation radialement interne de la veine secondaire, ou sur un mélangeur de flux, ou sur un cône d’éjection des gaz. Dans le cas d’un raccordement sur le capot mobile d’inverseur, en configuration de poussée directe, l’organe de déploiement telle qu’une bielle ne génère peu ou pas de perturbations aérodynamiques sur le flux. En effet, la bielle est alors préférentiellement conçue pour être déplacée d’une position rabattue, de préférence vers l’amont, adoptée lorsque la structure mobile occupe sa position avancée de poussée directe, à une position en saillie dans la veine secondaire, adoptée lorsque la structure mobile occupe sa position reculée d’inversion de poussée. Cela contribue encore davantage à la réduction de l’impact environnemental de ces avions.

De plus, en intégrant de la sorte l’organe de déploiement au capot mobile de l’inverseur, il en découle un module d’inverseur qui demeure facile à monter au sein de l’ensemble propulsif, ainsi qu’à démonter. Il en résulte des gains en termes de temps et de coûts.

De préférence, comme évoqué ci-dessus, l’organe de déploiement comprend une bielle et/ou un câble, ou une sangle, ou encore tout autre élément de transmission d’efforts à caractère souple et de forme longiligne.

Dans l’invention, l’organe de déviation de flux peut faire partie intégrante de la structure fixe de l’inverseur, ou de la structure mobile.

De préférence, l’inverseur comporte un dispositif d’actionnement de l’organe de déploiement, comprenant préférentiellement au moins un ressort d’actionnement de cet organe. Ainsi, le dispositif d’actionnement est préférentiellement de conception passive, et il comprend des moyens élastiques de rappel, de préférence au moins un ressort de compression. Alternativement, il pourrait s’agir de moyens commandés, et activés seulement durant les instants où la sollicitation est souhaitée, par exemple durant l’ouverture et/ou la fermeture de l’inverseur, ou seulement durant certaines phases de ces opérations sur l’inverseur. Comme indiqué ci-dessus, il est néanmoins préféré une conception passive permettant également de générer les efforts souhaités en jet direct, afin de tendre la membrane et renforcer sa stabilité dans la cavité dans laquelle est reste stockée.

Une conception hydride est également envisageable, dans laquelle des moyens élastiques permettraient de générer les efforts souhaités, mais en combinaison avec des moyens de commande pour ajuster la raideur de ces moyens élastiques en fonction des besoins. Par exemple, la raideur pourrait être ajustée au cours de l’ouverture de l’inverseur, de sorte que l’intensité des efforts engendrés reste suffisamment élevée pour maintenir l’effet escompté.

De préférence, en configuration d’inversion de poussée, la membrane d’obturation s’étend sur 360° autour de l’axe central longitudinal de l’inverseur, au moins en partie dans la veine de flux mélangé, et de préférence en intégralité dans cette même veine.

La membrane d’obturation est donc unique et continue circonférentiellement sur 360°, ce qui limite les effets de bord, et permet avantageusement un auto-équilibrage de cette membrane. De plus, en cas d’avarie sur l’un des organes de déploiement agissant sur cette membrane d’obturation, les efforts de pression s’appliquant sur cette membrane peuvent être aisément repris par les autres organes de déploiement associés à cette membrane.

Il est noté que le caractère continu de la membrane d’obturation, sur 360° lui donnant une forme générale annulaire, est également observé dans sa position repliée, en configuration de poussée directe.

En outre, il est aussi noté qu’une telle membrane d’obturation continue sur 360° pourrait alternativement être utilisée pour dévier le flux secondaire dans la veine secondaire, dans des réalisations identiques ou similaires à celles présentées pour la présente invention.

De préférence, en position avancée de poussée directe de la structure mobile, au moins une partie de la membrane d’obturation se trouve agencée radialement entre l’organe de déviation et la paroi radialement interne du capot mobile d’inverseur, dans le logement.

De préférence, toujours en position avancée de poussée directe de la structure mobile, la membrane d’obturation contourne vers l’aval un cadre arrière de support de l’organe de déviation de flux, et elle présente également une partie agencée radialement entre les organes de déviation et la paroi radialement externe du capot mobile, dans le logement.

Alternativement, l’extrémité de la membrane pourrait être fixée sur le cadre arrière de support de l’organe de déviation de flux, sans sortir du cadre de l’invention.

De préférence, la membrane d’obturation se trouve en partie en appui contre une extrémité amont de la paroi radialement interne du capot mobile d’inverseur ou en amont et à distance de cette extrémité amont, lorsque la structure mobile occupe sa position reculée d’inversion de poussée.

De préférence, lorsque la structure mobile adopte sa position avancée de poussée directe, l’extrémité de la membrane d’obturation est pincée entre l’extrémité amont de la paroi radialement interne du capot mobile d’inverseur, et un bord de déviation appartenant à la structure fixe de l’inverseur.

De préférence, une extrémité de la membrane d’obturation est fixée sur une extrémité amont de la paroi radialement externe du capot mobile.

Alternativement, cette extrémité de la membrane pourrait être fixée sur le cadre arrière de support de l’organe de déviation de flux, sans sortir du cadre de l’invention.

De préférence, la membrane d’obturation se trouve en partie en appui contre une extrémité amont de la paroi radialement interne du capot mobile d’inverseur ou en amont et à distance de cette extrémité amont, lorsque la structure mobile occupe sa position reculée d’inversion de poussée.

De préférence, lorsque la structure mobile adopte sa position avancée de poussée directe, l’extrémité de la membrane d’obturation est pincée entre l’extrémité amont de la paroi radialement interne du capot mobile d’inverseur, et un bord de déviation appartenant à la structure fixe de l’inverseur.

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 :

FIG. 1est une demi-vue schématique en coupe longitudinale d’un ensemble propulsif, comprenant un inverseur de poussée selon un mode de réalisation préféré de l’invention, et représenté en configuration de poussée directe ;

FIG. 2est une demi-vue schématique en coupe longitudinale de l’inverseur équipant l’ensemble propulsif montré sur laFIG. 1, avec l’inverseur en configuration de poussée directe ;

FIG. 3est une demi-vue schématique de l’inverseur montré sur laFIG. 2, représenté en configuration d’inversion de poussée ;

FIG. 4est une vue en perspective de l’inverseur montré sur les figures 2 et 3, représenté en configuration de poussée directe avec un capot mobile d’inverseur à architecture « en D » ;

FIG. 5est une vue de face de l’inverseur similaire à celle de laFIG. 4, avec l’inverseur représenté en configuration d’inversion de poussée, et présentant une architecture « en O » ;

FIG. 6est une vue en coupe longitudinale d’un inverseur selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, la demi-coupe du haut montrant l’inverseur en configuration de poussée directe, et la demi-coupe du bas montrant l’inverseur en configuration d’inversion de poussée ;

FIG. 7est une vue en coupe longitudinale similaire à celle de la figure précédente, avec l’inverseur se présentant selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention ;

FIG. 8est une vue en coupe longitudinale similaire à celle de la figure précédente, avec l’inverseur se présentant selon encore un autre mode de réalisation préféré de l’invention.

Description détaillée de modes de réalisation

Il est représenté sur laFIG. 1un ensemble propulsif 1 d’aéronef, présentant un axe central longitudinal A1.

Par la suite, les termes « amont » et « aval » sont définis relativement à un sens général S1 d’écoulement des gaz à travers l’ensemble propulsif 1, le long de l’axe A1 lorsque celui-ci génère une poussée. Ces termes « amont » et « aval » pourraient respectivement être substitués par les termes « avant » et « arrière », avec la même signification.

L’ensemble propulsif 1 comprend une turbomachine 2, une nacelle 3 ainsi qu’un mât (non représenté), destiné à relier l’ensemble propulsif 1 à une aile (non représentée) de l’aéronef.

La turbomachine 2 est dans cet exemple un turboréacteur à double flux et à double corps comprenant, de l’avant vers l’arrière, une soufflante 5, un compresseur basse pression 6, un compresseur haute pression 7, une chambre de combustion 8, une turbine haute pression 9 et une turbine basse pression 10. Les compresseurs 6 et 7, la chambre de combustion 8 et les turbines 9 et 10 forment un générateur de gaz. Le turboréacteur 2 est doté d’un carter de soufflante 11 relié au générateur de gaz par des bras structuraux 12.

La nacelle 3 comprend une section avant formant une entrée d’air 13, une section médiane qui comporte deux capots de soufflante 14 enveloppant le carter de soufflante 11, et une section arrière 15.

En fonctionnement, un écoulement d’air 20 pénètre dans l’ensemble propulsif 1 par l’entrée d’air 13, traverse la soufflante 5 puis se divise en un flux primaire 20A et un flux secondaire 20B. Le flux primaire 20A s’écoule dans une veine primaire 21A de circulation de gaz traversant le générateur de gaz. Le flux secondaire 20B s’écoule dans une veine secondaire 21B entourant le générateur de gaz. La veine secondaire 21B est délimitée radialement vers l’intérieur par un carénage interne fixe qui enveloppe le générateur de gaz. Dans cet exemple, le carénage interne fixe comprend un premier tronçon 17 appartenant à la section médiane 14, et un deuxième tronçon 18 s’étendant vers l’arrière à partir du premier tronçon 17, de manière à former une partie de la section arrière 15. Ce second tronçon 18 fait partie intégrante d’une structure fixe d’un inverseur de poussée qui sera décrit ci-après. Ce même tronçon sera par la suite dénommé paroi 18 de délimitation radialement interne de la veine secondaire 21B.

Radialement vers l’extérieur, la veine secondaire 21B est délimitée par le carter de soufflante 11, et, dans la configuration de laFIG. 1, par un ou plusieurs capots mobiles d’inverseur 33 formant une partie de la section arrière 15 de la nacelle 3, et qui seront décrits ultérieurement. Plus précisément, entre le carter de soufflante 11 et les capots mobiles d’inverseur 33, il est prévu une virole extérieure 40 d’un carter intermédiaire 42, ce dernier comprenant les bras structuraux 12 précités, dont l’extrémité radialement externe est fixée sur cette virole 40. Celle-ci participe donc également à délimiter la veine secondaire 21B radialement vers l’extérieur, en étant située dans le prolongement axial aval du carter de soufflante 11.

Il est noté que la paroi 18 de délimitation radialement interne de la veine secondaire 21B est prolongée vers l’aval par un mélangeur de flux 71, servant à mélanger les flux primaire et secondaire 20A, 20B. Le mélangeur de flux 71 est de conception classique, du type comprenant des lobes externes / internes, correspondant à des bosses et des creux, agencés en alternance dans la direction circonférentielle et visibles sur les figures. Ce mélangeur 71 a vocation à favoriser le mélange des flux primaire et secondaire. Cela donne lieu, en aval du mélangeur 71, à un flux mélangé 20C dans une veine 21C de flux mélangé, délimitée radialement vers l’extérieur par le capot mobile 33, en partie par sa paroi interne 52, et radialement vers l’intérieur par un cône d’éjection des gaz 74. C’est de préférence l’intégralité de la surface radialement interne du capot mobile 33 qui délimite radialement vers l’extérieur la veine 21C, en plus éventuellement, avec sa partie amont, de délimiter radialement vers l’extérieur une portion de la veine secondaire 21B.

La nacelle 3 comporte donc un inverseur de poussée 30 centré sur l’axe A1 et comprenant d’une part une structure fixe 31 solidaire du carter de soufflante 11, et d’autre part une structure 29 mobile par rapport à la structure fixe 31. La structure fixe 31 comporte par exemple un cadre avant 46 qui la raccorde fixement au carter de soufflante 11, de préférence via un assemblage en bride couteau situé en aval de la virole extérieure 11. Ce cadre avant 46 contient une partie aérodynamique profilée appelée bord de déviation 46B, qui guide l’écoulement en jet inversé.

La structure fixe comporte aussi une pluralité de grilles de déviation 32 agencées de manière adjacente les unes aux autres autour de l’axe A1, selon une direction circonférentielle de l’inverseur 30 et de l’ensemble propulsif 1. Ces grilles 32 forment ainsi des organes de déviation du flux pour générer la contre-poussée. A cet égard, il est noté que cette fonction d’inversion du flux peut alternativement ou simultanément être réalisée à l’aide d’une structure souple, du type membrane/textile.

Par ailleurs, la structure mobile 29 comprend quant à elle les capots mobiles d’inverseur 33 précités, par exemple deux capots 33 s’étendant chacun sur une amplitude angulaire d’environ 180°. Cette configuration à deux capots 33 est particulièrement bien adaptée dans le cas d’une conception de nacelle dans laquelle les capots/parois 18 sont également montés articulés, de sorte l’inverseur 30 présente alors une architecture dite « en D », connue sous l’appellation anglo-saxonne « D-Duct ». Dans cette architecture, les capots 18, 33 sont reliés de manière à s’ouvrir / de fermer simultanément lors des opérations de maintenance sur le moteur. Néanmoins, d’autres architectures sont possibles, comme par exemple une architecture dite « en C », connue sous l’appellation anglo-saxonne « C-Duct », ou encore une architecture dite « en O » qui est ici particulièrement préférée, et connue sous l’appellation anglo-saxonne « O-Duct ». Dans cette dernière architecture, il est préférentiellement prévu un capot mobile 33 unique, s’étendant sur 360° autour de l’axe A1.

Chaque capot mobile d’inverseur 33 comporte une paroi radialement externe 50 formant une surface aérodynamique externe de nacelle, ainsi qu’une paroi radialement interne 52 participant à la délimitation de la veine secondaire 21B radialement vers l’extérieur. Cette paroi 52 se situe dans la continuité aval du bord de déviation 46B. Les deux parois 50, 52 définissent un logement 54 ouvert axialement à l’extrémité amont du capot mobile d’inverseur 33.

LaFIG. 1montre l’inverseur 30 dans une configuration de poussée vers l’avant, dit « jet direct », correspondant à une configuration standard de vol. Dans cette configuration, les capots 33 de la structure mobile 29 sont dans une position de fermeture, dite position avancée de poussée ou de « jet direct », dans laquelle ces capots d’inverseur 33 sont en appui sur la structure fixe 31, en particulier sur le bord de déviation 46B faisant partie intégrante de cette dernière. En effet, dans la configuration de poussée directe, l’extrémité amont 52a de la paroi radialement interne 52 de chaque capot 33 est en appui axial contre le bord de déviation 46B.

La structure mobile 29 est ainsi déplaçable en translation par rapport à la structure fixe 31 selon l’axe A1 de l’inverseur, entre la position avancée de poussée directe montrée sur laFIG. 1, et une position reculée d’inversion de poussée qui sera décrite ultérieurement. Dans la position avancée de poussée directe de la structure mobile 29, les grilles de déviation 32 sont agencées dans le logement 54 des capots d’inverseur 33, en étant isolées de la veine secondaire 21B et de la veine de flux mélangé 21C par la paroi radialement interne 52 de ces capots coulissant 29 d’inverseur. Cette paroi 52, formant la paroi externe de la veine secondaire et également d’au moins une partie de la veine de flux mélangé, est également appelée panneau interne acoustique.

Cette configuration de poussée directe est également représentée sur les figures 2 et 4, tandis que la position reculée d’inversion de poussée de la structure mobile 29 est représentée sur les figures 3 et 5. Sur laFIG. 3, il est montré que le panneau acoustique interne reculé 52 des capots d’inverseur laisse apparaître en amont une ouverture de passage 56 vers les grilles de déviation 32. Cette ouverture 56 se trouve soit dans la veine secondaire 21B, soit dans la veine 21C de flux mélangé, soit dans une partie de chacune de ces deux veines.

L’ouverture 56 est également délimitée vers l’amont par le bord de déviation 46B, qui s’évase radialement vers l’extérieur en allant vers l’arrière, pour délimiter un écoulement d’air destiné à traverser les grilles 32 lorsque le système mobile se trouve dans cette position reculée d’inversion de poussée. En d’autres termes, le bord de déviation 46B s’éloigne progressivement de l’axe A1 en allant de l’avant vers l’arrière, pour guider / dévier l’air vers les grilles 32 en configuration d’inversion de poussée.

Afin de dévier au moins une partie du flux mélangé 20C vers l’ouverture de passage 56 définie axialement entre le bord de déviation 46B et l’extrémité amont 52a de la paroi radialement interne 52 de chaque capot 33, l’inverseur 30 comporte une ou plusieurs membranes d’obturation 58. Par la suite, il sera décrit une réalisation dans laquelle une seule membrane 58 est associée à chaque capot mobile d’inverseur 33 en présentant une amplitude angulaire identique ou similaire, mais il reste envisageable de prévoir plusieurs membranes circonférentiellement adjacentes associées à chaque capot 33. De même, seule la coopération entre une membrane 58 et son capot associé 33 sera décrite ci-après, étant entendu que cette coopération est identique ou similaire pour chaque capot de l’inverseur 33.

La membrane 58 peut être réalisée dans un matériau connu de l’homme du métier pour ce type d’application. Par exemple, il peut s’agir d’un tissu non imprégné, par exemple de fibres d’aramide. La membrane 58 peut également être réalisée à l’aide d’un matériau composite dont la matrice est particulièrement souple, par exemple en polyuréthane aliphatique, ce qui permet l’utilisation dans des conditions de températures différentes, notamment des températures plus faibles dans le cas d’une membrane en polyuréthane aliphatique que dans le cas d’une membrane en silicone. Par exemple, des tissus en kevlar permettent une excellente résistance aux hautes températures pour les membranes, et se trouvent donc particulièrement bien adaptées pour coopérer avec le flux mélangé 20C, dans la veine correspondante 21C. Par exemple, de telles membranes peuvent résister jusqu’à des températures allant au-delà de 300°C, voire au-delà de 500°C.

La matrice donne une faible capacité de reprise en flexion et le comportement de la structure obtenue est bien celui d’une membrane. L’une des propriétés majeures de cette membrane 58 est de pouvoir se plier de manière parfaitement réversible (élastique ou par glissement de fibres) avec un rayon de courbure très faible par rapport à sa surface, et d’avoir une épaisseur très faible, par exemple de l’ordre de 0,1 à 3 mm. A titre informatif, il est observé que cette membrane 58 se comporte comme une voile de bateau ou un parachute / une aile volante quand elle est mise sous pression.

Ci-après, il sera décrit l’accrochage de la membrane 58 sur l’inverseur 30. Toujours en référence aux figures 1 à 5, il est prévu des moyens d’accrochage reliant une première extrémité 58a de la membrane d’obturation 58 à une extrémité amont 50a de la paroi radialement externe 50 du capot mobile 33. Alternativement, la première extrémité de membrane 58a est fixée à un cadre arrière 60 de support des grilles 32, ce support annulaire ou en forme de tronçon annulaire reliant en effet l’extrémité arrière de plusieurs grilles adjacentes.

De plus, une seconde extrémité 58b de la membrane d’obturation 58, opposée à la première extrémité de membrane 58a, est raccordée au capot mobile 33 à l’aide d’organes de déploiement 62, qui seront décrits ultérieurement et qui correspondent ici préférentiellement à des bielles.

En outre, comme cela est le mieux visible sur laFIG. 2, lorsque la structure mobile 29 occupe sa position avancée de poussée directe, une partie de la membrane d’obturation 58 se trouve agencée radialement entre les grilles de déviation 32 et la paroi radialement interne 52 du capot mobile d’inverseur 33, dans le logement 54. De plus, la membrane d’obturation 58 contourne vers l’aval le cadre arrière de support 60, et elle présente également une autre partie agencée radialement entre ces organes de déviation 32 et la paroi radialement externe 50 du capot mobile 33, toujours dans le logement 54.

De préférence, les deux parties de la membrane 58 qui se trouvent dans ce logement 54 du capot mobile d’inverseur 33, recouvrent chacune radialement l’intégralité de la longueur des grilles 32. La membrane 58 est ainsi logée dans le logement 54 en étant repliée radialement de part et d’autre des grilles 32, avec une pliure définie au niveau de la zone de contact avec l’extrémité aval du cadre arrière 60 de support de grilles.

Lorsque la structure mobile 29 adopte sa position avancée de poussée directe, la seconde extrémité 58b de la membrane 58 est pincée entre l’extrémité amont de la paroi interne 52 du capot mobile, et le bord de déviation 46B. Afin d’éviter d’éventuelles dégradations de la membrane 58 du fait de ce pincement, le bord de déviation 46B peut localement présenter une échancrure de forme adaptée pour recevoir l’extrémité amont 52a de la paroi 52. Ainsi, la membrane 58 se trouve également plaquée dans cette échancrure du bord de déviation 46B, par l’appui de l’extrémité amont de la paroi 52.

Également, comme cela est visible sur laFIG. 3, lorsque la structure mobile 29 se déplace et qu’elle occupe sa position reculée d’inversion de poussée à la fin de ce déplacement, la membrane d’obturation 58 se trouve en partie en appui contre l’extrémité amont 52a de la paroi radialement interne 52 du capot mobile d’inverseur, correspondant donc au panneau acoustique. Plus précisément, au cours du déplacement vers l’arrière de la structure mobile 29, la membrane 58 glisse sur cette l’extrémité amont 52a de la paroi radialement interne 52.

Ainsi, la partie de la membrane 58 qui se situe radialement vers l’extérieur par rapport à sa zone d’appui sur la paroi 52 obture l’ouverture axiale amont du logement 54, tandis que l’autre partie située radialement vers l’intérieur obture au moins une partie de la veine secondaire 21B ou de la veine 21C de flux mélangé, déviant de la sorte au moins une partie des gaz de l’ensemble propulsif vers l’ouverture de passage 56, en direction des grilles 32.

L’une des particularités de ce mode de réalisation réside dans le fait que la seconde extrémité de membrane 58b n’est plus raccordée à la paroi 18 (également dénommée IFS, de l’anglais « Inner Fixed Structure »), mais elle est raccordée sur le capot mobile 33.

Pour ce faire, il est ici prévu plusieurs bielles de déploiement 62, espacées circonférentiellement les unes des autres. Chaque bielle 62 comprend une première extrémité de bielle 62a raccordée sur la seconde extrémité de membrane 58b, ainsi qu’une seconde extrémité de bielle 62b opposée à la première, et raccordée sur le capot mobile d’inverseur 33.

De préférence, cette seconde extrémité de bielle 62b est raccordée de manière articulée sur le capot mobile 33, via une liaison rotule 64 agencée sur la paroi interne 52, ou en aval de celle-ci, comme cela a été représenté sur laFIG. 2. En position avancée de poussée directe, la seconde extrémité de bielle 62b est située en aval de la première extrémité de bielle 62a, avec cette bielle 62 agencée en position rabattue vers l’amont, et d’orientation axiale ou sensiblement axiale. Lorsque la structure mobile 29 occupe sa position reculée d’inversion de poussée, la bielle 62 adopte alors une position en saillie dans la veine 21C de flux mélangé, après avoir pivoté radialement vers l’intérieur autour de la liaison 64. Dans cette position, la première extrémité de bielle 62a se situe par exemple en aval du mélangeur de flux 71, mais toujours en amont de la seconde extrémité de bielle 62b, par exemple en étant en appui contre le cône 74 d’éjection des gaz de l’ensemble propulsif.

Par conséquent, l’une des particularités de l’invention réside dans le fait que la membrane d’obturation déployée 58 est agencée au moins en partie dans la veine 21C, et de préférence en intégralité dans celle-ci, afin de pouvoir obturer au moins en partie le flux mélangé 20C formé en aval du mélangeur 71. C’est ainsi ce flux mélangé 20C qui est au moins en partie obturé, puis dirigé vers les grilles 32 afin de générer la contrepoussée désirée.

Lors de l’ouverture du capot mobile 33, correspondant à son déplacement vers l’arrière, la partie de la membrane 58 située proche de sa seconde extrémité 58b se retrouve exposée au flux secondaire 20B et/ou au flux mélangé 20C, ce qui provoque le déploiement de la membrane 58 dans la/les veines correspondantes, ainsi que celui de la bielle. Pour assurer ce bon déploiement, l’inverseur peut être équipé d’un dispositif 70 d’actionnement associé à l’une ou plusieurs des bielles 62. Le dispositif 70 est préférentiellement implanté sur le capot mobile 33, en comprenant par exemple un ressort de compression agissant sur la bielle 62, afin de la forcer vers sa position en saillie dans la veine 21C. Il est noté que le dispositif d’actionnement 70 et la liaison articulée 64 pourraient être réalisés au sein d’un même ensemble, sans sortir du cadre de l’invention.

Grâce à ce dispositif d’actionnement 70, la bielle 62 force la membrane 58 à se déployer correctement lors de la phase initiale d’ouverture de l’inverseur, et évite ainsi les risques de plaquage de cette membrane contre la paroi 52 du capot mobile 33. En outre, en configuration de poussée directe, les moyens élastiques de ce dispositif 70, qui agissent sur la bielle rabattue 62, permettent de maintenir la membrane en tension lorsqu’elle est stockée dans la cavité de capot 54. Cela participe à sa stabilité, et facilite son déploiement lors d’une opération ultérieure d’ouverture de l’inverseur.

Lors de la fermeture de l’inverseur, la bielle 62 se rabat automatiquement, de par la force exercée par la membrane 58 sur la première extrémité de bielle 62a. Cette force est elle-même générée par l’appui de la membrane en déplacement, sur le cadre arrière de support 60, de part et d’autre duquel cette membrane 58 se replie. Le rabattement de la bielle 62 conduit par ailleurs au rechargement des moyens élastiques de rappel du dispositif d’actionnement 70. Il est noté que ce dispositif d’actionnement 70, ou tout autre dispositif analogue, pourrait être configuré pour également participer à rabattre la bielle 62 lors de la course de fermeture du capot mobile 33, sans sortir du cadre de l’invention.

Il est également précisé qu’en configuration de poussée directe, la bielle de déploiement 62 peut être maintenue en position rabattue par un mécanisme commandé, configuré pour libérer cette bielle dès l’ouverture de l’inverseur.

Afin de limiter l’impact aérodynamique de la bielle 62 sur le flux secondaire et/ou sur le flux mélangé en configuration de poussée directe, cette bielle peut être enterrée ou partiellement enterrée dans le capot mobile 33. Pour ce faire, dans la position avancée de poussée directe de la structure mobile, la bielle 62 est logée au moins en partie, et de préférence en totalité, dans un renfoncement 72 prévu sur la paroi radialement interne 52 du capot 33.

Ce renfoncement 72, qui est ouvert radialement vers l’intérieur pour permettre à la bielle 62 de pénétrer dans ce renfoncement, et de s’en extraire durant l’ouverture de l’inverseur, se prolonge ici vers l’aval au-delà du logement 54, comme cela est le mieux visible sur laFIG. 3. Le renfoncement 72, en forme d’empreinte de la bielle 62, peut ainsi être réalisé localement dans le panneau acoustique, sans détériorer la fonction première de ce panneau.

Sur laFIG. 5montrant la membrane 58 en position déployée dans la veine de flux mélangé, cette membrane d’obturation présente une étendue angulaire de 360°, c’est-à-dire qu’elle demeure ininterrompue selon la direction circonférentielle, autour de l’axe A1 autour duquel cette membrane est préférentiellement centrée. Comme indiqué précédemment, cette membrane pourrait alternativement être segmentée en plusieurs membranes se succédant selon la direction circonférentielle, sans sortir du cadre de l’invention.

Dans le cas d’une membrane 58 unique et continue sur 360°, au moins sa portion radialement interne se trouve dans la veine 21C de flux mélangé, en aval du mélangeur. Mais c’est de préférence l’intégralité de cette membrane 58, unique et annulaire, qui se trouve dans la veine 21C.

Un autre mode de réalisation préféré de l’invention est représenté sur laFIG. 6. Ici, la seconde extrémité de bielle 62b est articulée via la liaison 64 sur la partie fixe 31 de l’inverseur, de préférence sur la virole extérieure 40 qui délimite la veine secondaire 21B, radialement vers l’extérieur. Le basculement de la bielle 62 s’effectue ainsi vers l’aval et radialement vers l’intérieur.

Un autre mode de réalisation préféré de l’invention est montré sur laFIG. 7, montrant un organe de déploiement correspondant à une bielle, un câble, ou à l’association des deux. La première extrémité 62a reste raccordée à la seconde extrémité de membrane 58b, tandis que la seconde extrémité 62b est raccordée sur la paroi 18, ou sur le mélangeur qui la prolonge vers l’aval.

Enfin, un autre mode de réalisation préféré est montré sur laFIG. 8, montrant les organes de déploiement 62 en forme de câbles dont une première extrémité 62a est raccordée à la seconde extrémité de membrane 58b, et dont une seconde extrémité 62b est reliée au dispositif d’actionnement 70, en forme de dispositif de mise en tension de câbles. Ce dispositif 70 est ici préférentiellement implanté sur le cône d’éjection des gaz, dans la veine 21C.

Diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite, uniquement à titre d’exemples non limitatifs, et dont la portée est définie par les revendications annexées. Par exemple, l’inverseur de poussée 30 peut alternativement présenter une architecture en « D », en « C » ou en « O ». De plus, toutes les caractéristiques divulguées ci-dessus, dans les différents modes de réalisation préférés et leurs alternatives, sont combinables entre elles. D’ailleurs, il est noté que sur toutes les figures qui ont été décrites ci-dessus, les éléments qui portent les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires.

Il est noté que si les modes de réalisation préférés qui ont été décrits ci-dessus prévoient un organe de déviation de flux 32 intégré à la structure fixe 31 de l’inverseur, il pourrait alternativement faire partie de la structure mobile 29, par exemple en étant fixé à l’avant du capot mobile d’inverseur 33.

Claims (10)

1. Inverseur de poussée (30) pour ensemble propulsif d’aéronef traversé par un flux primaire, un flux secondaire, ainsi qu’un flux mélangé, 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 le flux secondaire (20B), l’inverseur comprenant également une structure mobile (29) comprenant au moins un capot d’inverseur (33) délimitant radialement vers l’extérieur une veine (21C) de flux mélangé de l’ensemble propulsif, agencée en aval de la veine secondaire (21B) et destinée à être traversée par le flux mélangé (20C), l’inverseur comprenant au moins un organe de déviation de flux (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 des gaz de l’ensemble propulsif vers l’organe de déviation de flux (32), lorsque la structure mobile (29) se trouve en position reculée d’inversion de poussée,
   caractérisé en ce que l’inverseur est conçu de sorte que lorsque la structure mobile (29) se trouve en position reculée d’inversion de poussée, la membrane d’obturation déployée (58) est agencée au moins en partie dans la veine (21C) de flux mélangé.
2. Inverseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot mobile d’inverseur (33) présente un logement (54) ouvert vers l’amont et délimité entre une paroi radialement externe (50) et une paroi radialement interne (52) de ce capot mobile d’inverseur (33), l’organe de déviation de flux (32) étant agencé, en position avancée de poussée directe de la structure mobile, dans le logement (54) du capot mobile d’inverseur en étant isolé de la veine secondaire et de la veine de flux mélangé par la paroi radialement interne (52) du capot mobile d’inverseur (33), et, dans la position reculée d’inversion de poussée de la structure mobile (29), la paroi radialement interne reculée (52) du capot mobile d’inverseur laissant apparaître en amont une ouverture de passage (56) vers l’organe de déviation (32), la membrane d’obturation (58) étant conçue pour dévier au moins une partie du flux mélangé (20C) vers l’ouverture de passage (56) et l’organe de déviation (32), lorsque la structure mobile (29) se trouve en position reculée d’inversion de poussée.
3. Inverseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’inverseur comprend également au moins un organe (62) de déploiement de la membrane d’obturation, comportant une première extrémité (62a) raccordée sur la membrane, et une seconde extrémité (62b) opposée à la première extrémité, ladite seconde extrémité (62b) étant raccordée sur le capot mobile d’inverseur (33), ou sur la paroi de délimitation radialement interne (18) de la veine secondaire (21B), ou sur un mélangeur de flux (71), ou sur un cône d’éjection des gaz (74).
4. Inverseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’organe de déviation de flux (32) fait partie de la structure fixe (31) de l’inverseur, ou de la structure mobile (29).
5. Inverseur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif (70) d’actionnement de l’organe de déploiement (62), comprenant préférentiellement au moins un ressort d’actionnement de cet organe.
6. Inverseur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’en configuration d’inversion de poussée, la membrane d’obturation (58) s’étend sur 360° autour de l’axe central longitudinal (A1) de l’inverseur, au moins en partie dans la veine (21C) de flux mélangé, et de préférence en intégralité dans cette même veine (21C).
7. Inverseur selon l’une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce qu’en position avancée de poussée directe de la structure mobile (29), au moins une partie de la membrane d’obturation (58) se trouve agencée radialement entre l’organe de déviation (32) et la paroi radialement interne (52) du capot mobile d’inverseur (33), dans le logement (54).
8. Inverseur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’en position avancée de poussée directe de la structure mobile (29), la membrane d’obturation (58) contourne vers l’aval un cadre arrière (60) de support de l’organe de déviation de flux (32), et elle présente également une partie agencée radialement entre les organes de déviation (32) et la paroi radialement externe (50) du capot mobile (33), dans le logement (54).
9. 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.
10. Ensemble propulsif (1) pour aéronef, comprenant une turbomachine (2) et une nacelle (3) selon la revendication précédente.