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WO2010012874A2 - Dispositif d'inversion de poussée - Google Patents

Dispositif d'inversion de poussée Download PDF

Info

Publication number
WO2010012874A2
WO2010012874A2 PCT/FR2009/000763 FR2009000763W WO2010012874A2 WO 2010012874 A2 WO2010012874 A2 WO 2010012874A2 FR 2009000763 W FR2009000763 W FR 2009000763W WO 2010012874 A2 WO2010012874 A2 WO 2010012874A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nacelle
panel
thrust reverser
movable
thrust
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/000763
Other languages
English (en)
Other versions
WO2010012874A3 (fr
Inventor
Guy Bernard Vauchel
Emmanuel Drevon
Laurent Georges Valleroy
Pierre Moradell-Casellas
Nicolas Dezeustre
Original Assignee
Aircelle
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aircelle filed Critical Aircelle
Publication of WO2010012874A2 publication Critical patent/WO2010012874A2/fr
Publication of WO2010012874A3 publication Critical patent/WO2010012874A3/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/54—Nozzles having means for reversing jet thrust
    • F02K1/64—Reversing fan flow
    • F02K1/70—Reversing fan flow using thrust reverser flaps or doors mounted on the fan housing
    • F02K1/72—Reversing fan flow using thrust reverser flaps or doors mounted on the fan housing the aft end of the fan housing being movable to uncover openings in the fan housing for the reversed flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/12—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
    • F02K1/1261—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of one series of flaps hinged at their upstream ends on a substantially axially movable structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/34—Arrangement of components translated

Definitions

  • the present invention relates to a turbojet engine nacelle comprising a thrust reverser device and a variable nozzle section.
  • a nacelle generally has a tubular structure comprising an air inlet upstream of the turbojet engine, a median section intended to surround a fan of the turbojet engine, a downstream section housing a thrust reverser means and intended to surround the combustion chamber of the turbojet engine. , and is generally terminated by an ejection nozzle whose output is located downstream of the turbojet engine.
  • Modern nacelles are intended to house a turbofan engine capable of generating through the blades of the rotating fan a flow of hot air (also called primary flow) from the combustion chamber of the turbojet engine, and a flow of cold air (secondary flow) flowing outside the turbojet through an annular passage, also called vein, formed between a shroud of the turbojet engine and an inner wall of the nacelle.
  • the two air flows are ejected from the turbojet engine from the rear of the nacelle.
  • the role of a thrust reverser is, during the landing of an aircraft, to improve the braking capacity thereof by redirecting forward at least a portion of the thrust generated by the turbojet engine.
  • the inverter obstructs the cold flow vein and directs the latter towards the front of the nacelle, thereby generating a counter-thrust which is added to the braking of the wheels of the aircraft.
  • the structure of an inverter comprises movable elements movable between, on the one hand, an extended position in which they open in the nacelle a passage intended for the deflected flow, and on the other hand, a position retraction in which they close this passage.
  • These movable elements can perform a deflection function or simply activation of other deflection means.
  • Grid reversers are thus known in which the reorientation of the air flow is carried out by deflection grids, the movable element then consisting of a sliding cover designed to reveal or cover these grids, the translation of this hood being effected. along a longitudinal axis substantially parallel to the axis of the nacelle.
  • Inversion flaps activated by the movement of the hood upstream or downstream of the nacelle, generally allow a closure of the vein downstream of the grids to optimize the reorientation of the cold flow.
  • the sliding cowl belongs to the rear section and has a downstream side forming the ejection nozzle for channeling the ejection of the air flows.
  • the optimum section of the ejection nozzle must be adapted according to the different phases of flight, namely the take-off, cruising and landing phases of the aircraft.
  • the ejection nozzle must be associated with an actuating system to vary and optimize its section depending on the flight phase in which the aircraft is.
  • a thrust reverser device has a complex structure due to the multiplicity of parts that constitute it and the need for several dedicated actuation systems to move the cover, the thrust reversal flaps as well as for the adjustment of the thrust. section of the ejection nozzle.
  • An object of the present invention is to overcome the problems defined above.
  • an object of the present invention is to provide a thrust reverser device having a simplified structure.
  • the invention proposes a thrust reverser device comprising a movable cowl mounted in translation in one direction. substantially parallel to a longitudinal axis of the nacelle adapted to pass alternately from a closed position in which it ensures the aerodynamic continuity of the nacelle and covers means of deflection to an open position in which it opens a passage in the nacelle and discovers the deflection means, said movable cowl also being extended by at least one nozzle section mounted at a downstream end of said movable cowl, characterized in that said nozzle comprises at least one rotatably mounted panel, said panel being adapted to pivot between a normal position in which it ensures the aerodynamic continuity of the nacelle and a thrust reversal position in which it obstructs a stream of cold flow formed between a fixed fairing structure of the turbojet engine and the nacelle.
  • the movable panels can be placed in a position in which they block the flow of cold air flow and return this air to the deflection means thus allowing the inverted jet without the need for thrust reversal flaps .
  • the rear vehicle assembly may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the panel is further adapted to pivot to a position causing a variation of the section of the nozzle
  • the panel is, furthermore, linked to a fixed fairing structure of the turbojet engine by at least one rod mounted to rotate around anchor points respectively on the movable panel and on said fixed structure;
  • the panel is associated with an actuating means capable of activating, as a function of each other, the pivoting of said panel towards a position causing the variation of the section of the nozzle and the pivoting of said panel towards a position where it obstructs the vein of cold flow;
  • the actuating means is an electric cylinder, hydraulic or pneumatic mounted on the movable cowl;
  • the panel is trapezoidal in shape
  • the thickness of the trailing edge can be reduced locally around each panel
  • the device further comprises means for providing kinematic shifted between two adjacent panels;
  • the panel is rotatably mounted about a pivot along an axis perpendicular to the longitudinal axis of the nacelle; the device further comprises means for ensuring identical kinematics between two adjacent panels;
  • the panel is rotatably mounted about an oblique pivot relative to the plane normal to the longitudinal axis of the nacelle;
  • the device further comprises sealing means between the cold flow vein and the outside of the nacelle arranged under the deflection means inside the envelope of the deflection edge of the flow so as not to pressurizing the internal structure of the movable hood;
  • the sealing means comprise a sealing cap adapted to serve as a shield to the air passage in reverse thrust position.
  • Figures 1a and 1b are, respectively, perspective views of a thrust reverser device having movable panels in a direct jet position and a reverse jet position;
  • FIG. 2 is a diagrammatic representation in longitudinal section of a thrust reverser device according to one embodiment of the present invention
  • - Figures 3 to 5 are schematic longitudinal sectional representations of the thrust reverser device of Figure 2 having movable panels respectively in an open nozzle position, a closed nozzle position and a reverse jet position;
  • FIG. 6 is a perspective view of movable panels of a thrust reverser device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of an alternative embodiment of FIG. 6;
  • FIG. 8 is a partial perspective view of a moving panel actuation system of a thrust reverser device according to the present invention.
  • a nacelle is intended to constitute a tubular housing for a turbofan engine 1 and serves to channel the air flows that it generates via blades of a fan, namely a hot air flow passing through a combustion chamber and a cold air flow circulating outside the turbojet engine.
  • the nacelle generally has a structure comprising an upstream section forming an air inlet, a central section surrounding the fan of the turbojet engine 1 and a downstream section surrounding the turbojet engine 1.
  • this downstream section 10 comprises an external structure 11 comprising a thrust reverser device 20 and an internal engine fairing structure 12 defining with the external structure 11 a stream 13 for the circulation of a cold stream in the case of the turbojet engine nacelle 1 double flow as presented here.
  • the downstream section 10 further comprises a front frame 15, a movable thrust reverser hood 30 and an exhaust nozzle section 40.
  • the movable thrust reverser hood 30 is intended to be actuated in a substantially longitudinal direction of the nacelle between a closed position in which it comes into contact with the front frame 15 and ensures the aerodynamic continuity of the lines of the downstream section 10 and an open position in which it is spaced from the front frame opening, then, a passage in the nacelle by discovering grids 14 of deflection of air flow.
  • the thrust reverser device 20 further comprises a deflector 50 upstream of the movable cowl 30 for redirecting the air towards the deflection grates when it is fully deployed.
  • the ejection nozzle section 40 in the extension of the movable hood 30 comprises a series of movable panels 41 rotatably mounted at a downstream end of the movable hood 30 and distributed over the periphery of the ejection nozzle section 40 as illustrated in Figures 1a and 1b.
  • each movable panel 41 is adapted to pivot between a normal position in which it ensures the aerodynamic continuity of the nacelle that is to say that the aerodynamic lines of the nacelle and the panel are without breaking slope and a thrust reversal position in which it obstructs a cold flow vein formed between a fixed structure of the turbojet engine fairing and the nacelle.
  • the movable panels 41 can be placed in a position in which they block the vein 13 of cold air flow F and return this air to the deflection grids 14 which ensure the reorientation of the flow F thus allowing the jet reversed without the need to provide thrust reversal flaps.
  • each movable panel 41 is also adapted to pivot towards a position causing a variation of the section of the exhaust nozzle 40.
  • the passage from one position to another of the movable panels 41 is controlled by a translational movement of the movable cowl 30 activated by actuating means 70.
  • the means of actuation 70 are able to activate according to each other the pivoting of each panel 41 to a position causing the variation of the section of the exhaust nozzle 40 and the pivoting of each panel 41 to a position where it obstructs the vein 13 of cold flow F.
  • the inner portion of the movable cowl 30 is thus connected to at least one end of a jack adapted to allow movement of the movable cowl 30 upstream or downstream of the nacelle.
  • the other end of the jack is fixed to the front frame 15.
  • the jack can be of the pneumatic, hydraulic or electric type.
  • each panel 41 is connected by an actuating rod 61 to the inner fairing structure 12.
  • This actuating rod 61 pivots the corresponding panel 41 during a movement of the movable hood 30 upstream or downstream of the nacelle.
  • the degree of displacement of the movable hood 30 it is possible to adjust the degree of pivoting of the movable panels 41 and allow the ejection nozzle section 40 to be varied or to cause the inversion of the cold air flow to be varied. F in vein 13 in reverse jet.
  • Figures 2 to 5 illustrate different positions of the movable panels 41 as a function of the degree of movement of the movable hood 30.
  • the movable hood 30 is in the closed position covering the deflection grilles 14 and having a usual nozzle section.
  • the jack 70 being a little extended, the movable cowl 30 has been slightly moved downstream by causing the panels 41 to pivot towards the outside of the seam 13 in order to increase the cross section of the nozzle. ejection 40.
  • the moving cowl has been slightly advanced upstream to reduce the section of the ejection nozzle 40 by driving the panels 41 towards the interior of the vein 13.
  • the displacement of the movable cowl 30 of a length substantially equal to the length of the deflection grates 14 allows the panels 41 to tilt inside the vein 13 to close it so as to force the flow of the flow cold F to deflection grates 14.
  • the pivoting of the panels 41 is achieved by a simple translational movement of the movable cowl 30, namely a relatively small displacement to effect the variation of the ejection nozzle section 40 and a displacement of a length substantially equal to the length of the deflection grids to perform the thrust reverser function of the panels 41
  • each panel 41 is oblique and the end connected to the panel is located upstream of the end connected to the internal fairing structure 12, it is it is possible to reverse the orientation of the actuating rod 61.
  • the thrust reverser device further comprises sealing means 80 arranged under the deflection grids 14 inside the envelope of the deflection edge of the flow, thus making it possible not to pressurize the internal part of the structure of the movable hood 30. Due to the small displacement of the cover 30 to achieve the variation of the nozzle section 40, it is possible to accommodate the sealing means 80 in the structure of the front frame 15, a seal 81 being preferably carried by the frame 15 himself.
  • the sealing means 80 further comprise a sealing cap 82 carried in the upstream extension of the inner part of the movable cowl and the baffle 50 which ensures the tight contact in the direct jet and the use of the section adjustment of the nozzle 40 between the fixed and movable elements of the thrust reverser device Furthermore, in the case where the displacement of the movable cap 30 is of a length greater than the length of the deflection grids 14, the Sealing cap 82 can serve as a shield to the flow and thus force the air to move towards the deflection gratings 14.
  • the kinematics of the adjacent panels 41 is shifted: this means that the movements of two adjacent panels 41 on the periphery of the ejection nozzle 40 are actuated in slight shift relative to each other .
  • each of the pivots around which the panels 41 pivot are aligned or non-aligned and arranged along an axis substantially parallel to the base of the panels 41 and the offset can be completed by actuating rods 61 associated with each panels 41 of different lengths or panels of different shape.
  • each panel 41 is thus rotatably mounted about a pivot along an axis perpendicular to the longitudinal axis of the nacelle.
  • each pivot associated with a panel 41 is arranged along an axis slightly oblique with respect to the plane normal to the axis. longitudinal of the nacelle and, therefore, each rod 61 no longer pivots in a non-radiating plane with the longitudinal axis of the nacelle.
  • the movable panels 41 have a generally rectangular shape.
  • FIGS. 6 and 7. Another possible division of the panels 41 is illustrated in FIGS. 6 and 7. These panels 41 have lateral cutouts defining panels 41 of trapezoidal shape whose base is fixed to the cover 30.
  • connection zone between two adjacent panels 41 then has a triangular shape.
  • the presence of these cuts avoids possible interference between the adjacent panels 41 and, more specifically, to remove the overlap between them during their full deployment inside the vein 13 of cold flow to obstruct it so to perform thrust reversal.
  • reverse jet panels they come in juxtaposition without interference between them.
  • the kinematics is the same for all the panels 41.
  • FIG. 7 represents a view of a particular embodiment of the panels 41 in the case where the rear end of the nozzle 40 is of significant thickness, in particular because of constraints on the aerodynamic lines and structural stresses.
  • the thickness of the trailing edge of the hood 30 is reduced locally by slimming the radius of the aerodynamic lines at each zone of connection between two adjacent panels (indicated by the reference A) defining valleys illustrated by the reference C extending in the longitudinal direction of the cover 30.
  • This thinning (indicated by the reference B) is extended towards the two opposite oblique sides of each movable panel 41 to ensure the aerodynamic continuity of the hood 30.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'inversion de poussée comprenant un capot (30) mobile monté en translation selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la nacelle apte à passer alternativement d'une position de fermeture dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et couvre des moyens de déviation à une position d'ouverture dans laquelle il ouvre un passage dans la nacelle et découvre les moyens de déviation, ledit capot (30) mobile étant également prolongé par au moins une section de tuyère (40) monté à une extrémité aval dudit capot (30) mobile caractérisé en ce que ladite tuyère (40) comprend au moins un panneau (41 ) monté mobile en rotation, ledit panneau (41 ) étant adapté pour pivoter entre une position normale dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et une position d'inversion de poussée dans laquelle il obstrue une veine (13) de flux froid formée entre une structure fixe de carénage (12) du turboréacteur et la nacelle.

Description

Dispositif d'inversion de poussée
La présente invention concerne une nacelle de turboréacteur comprenant un dispositif d'inversion de poussée et une section de tuyère variable.
Une nacelle présente généralement une structure tubulaire comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval abritant des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.
Les nacelles modernes sont destinées à abriter un turboréacteur double flux apte à générer par l'intermédiaire des pales de la soufflante en rotation un flux d'air chaud (également appelé flux primaire) issu de la chambre de combustion du turboréacteur, et un flux d'air froid (flux secondaire) qui circule à l'extérieur du turboréacteur à travers un passage annulaire, également appelé veine, formé entre un carénage du turboréacteur et une paroi interne de la nacelle. Les deux flux d'air sont éjectés du turboréacteur par l'arrière de la nacelle. Le rôle d'un inverseur de poussée est, lors de l'atterrissage d'un avion, d'améliorer la capacité de freinage de celui-ci en redirigeant vers l'avant au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur. Dans cette phase, l'inverseur obstrue la veine du flux froid et dirige ce dernier vers l'avant de la nacelle, générant de ce fait une contre-poussée qui vient s'ajouter au freinage des roues de l'avion.
Les moyens mis en œuvre pour réaliser cette réorientation du flux froid varient suivant le type d'inverseur. Cependant, dans tous les cas, la structure d'un inverseur comprend des éléments mobiles déplaçables entre, d'une part, une position déployée dans laquelle ils ouvrent dans la nacelle un passage destiné au flux dévié, et d'autre part, une position d'escamotage dans laquelle ils ferment ce passage. Ces éléments mobiles peuvent remplir une fonction de déviation ou simplement d'activation d'autres moyens de déviation.
On connait ainsi les inverseurs à grilles dans lesquels la réorientation du flux d'air est effectuée par des grilles de déviation, l'élément mobile consistant alors en un capot coulissant visant à découvrir ou recouvrir ces grilles, la translation de ce capot s'effectuant selon un axe longitudinal sensiblement parallèle à l'axe de la nacelle.
Des volets d'inversion de poussée, activés par le déplacement du capot en amont ou en aval de la nacelle, permettent généralement une fermeture de la veine en aval des grilles de manière à optimiser la réorientation du flux froid.
Par ailleurs, outre sa fonction d'inversion de poussée, le capot coulissant appartient à la section arrière et présente un côté aval formant la tuyère d'éjection visant à canaliser l'éjection des flux d'air.
La section optimale de la tuyère d'éjection doit être adaptée en fonction des différentes phases de vol, à savoir les phases de décollage, de croisière et d'atterrissage de l'avion.
Ainsi, la tuyère d'éjection doit être associée à un système d'actionnement permettant de faire varier et d'optimiser sa section en fonction de la phase de vol dans laquelle se trouve l'avion. Un tel dispositif d'inversion de poussée présente une structure complexe de part la multiplicité des pièces qui le constituent et la nécessité de plusieurs systèmes d'actionnement dédiés pour déplacer le capot, les volets d'inversion de poussée ainsi que pour le réglage de la section de la tuyère d'éjection.
La fiabilité d'un tel dispositif s'en trouve affectée, les difficultés de maintenance sont multipliées tout comme la masse du dispositif.
Un but de la présente invention est de pallier les problèmes définis ci- dessus.
Ainsi, un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'inversion de poussée présentant une structure simplifiée. A cet effet, l'invention propose un dispositif d'inversion de poussée comprenant un capot mobile monté en translation selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la nacelle apte à passer alternativement d'une position de fermeture dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et couvre des moyens de déviation à une position d'ouverture dans laquelle il ouvre un passage dans la nacelle et découvre les moyens de déviation, ledit capot mobile étant également prolongé par au moins une section de tuyère montée à une extrémité aval dudit capot mobile, caractérisé en ce que ladite tuyère comprend au moins un panneau monté mobile en rotation, ledit panneau étant adapté pour pivoter entre une position normale dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et une position d'inversion de poussée dans laquelle il obstrue une veine de flux froid formée entre une structure fixe de carénage du turboréacteur et la nacelle.
Grâce à la présente invention, les panneaux mobiles peuvent se placer dans une position dans laquelle ils bloquent la veine de flux d'air froid et renvoient cet air vers les moyens de déviation permettant ainsi le jet inversé sans nécessiter des volets d'inversion de poussée.
Avantageusement, on supprime ainsi les volets d'inversion de poussée. Selon des modes particuliers de réalisation, l'ensemble arrière de véhicule peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles:
- le panneau est, en outre, adapté pour pivoter vers une position entraînant une variation de la section de la tuyère ;
- le panneau est, en outre, lié à une structure fixe de carénage du turboréacteur par au moins une bielle montée mobile en rotation autour de points d'ancrage respectivement sur le panneau mobile et sur ladite structure fixe ;
- le panneau est associé à un moyen d'actionnement apte à activer en fonction l'un de l'autre le pivotement dudit panneau vers une position entraînant la variation de la section de la tuyère et le pivotement dudit panneau vers une position où il obstrue la veine de flux froid ; - le moyen d'actionnement est un vérin électrique, hydraulique ou pneumatique monté sur le capot mobile ;
- le panneau est de forme trapézoïdale ;
- l'épaisseur du bord de fuite peut être réduite localement autour de chaque panneau ;
- le dispositif comprend, en outre, des moyens pour assurer une cinématique décalée entre deux panneaux adjacents ;
- le panneau est monté mobile en rotation autour d'un pivot selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la nacelle ; - le dispositif comprend, en outre, des moyens pour assurer une cinématique identique entre deux panneaux adjacents ;
- le panneau est monté mobile en rotation autour d'un pivot oblique par rapport au plan normal à l'axe longitudinal de la nacelle ;
- le dispositif comprend, en outre, des moyens d"étanchéité entre la veine de flux froid et l'externe de la nacelle agencés sous les moyens de déviation à l'intérieur de l'enveloppe du bord de déviation du flux afin de ne pas pressuriser la structure interne du capot mobile ;
- les moyens d'étanchéité comprennent une casquette d'étanchéité apte à servir de bouclier au passage d'air en position d'inversion de poussée.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 a et 1 b sont, respectivement, des vues en perspective d'un dispositif d'inversion de poussée présentant des panneaux mobiles dans une position en jet direct et une position en jet inverse ;
- la figure 2 est une représentation schématique en coupe longitudinale d'un dispositif d'inversion de poussée selon un mode de réalisation de la présente invention; - les figures 3 à 5 sont des représentations schématiques en coupe longitudinale du dispositif d'inversion de poussée de la figure 2 présentant des panneaux mobiles respectivement dans une position de tuyère ouverte, une position de tuyère fermée et une position en jet inverse;
- la figure 6 est une vue en perspective de panneaux mobiles d'un dispositif d'inversion de poussée selon la présente invention ;
- la figure 7 est une vue en perspective d'une variante de réalisation de la figure 6 ; - la figure 8 est une vue partielle en perspective d'un système d'actionnement de panneaux mobiles d'un dispositif d'inversion de poussée selon la présente invention.
Comme illustré sur les figures 1a et 1b, une nacelle est destinée à constituer un logement tubulaire pour un turboréacteur 1 double flux et sert à canaliser les flux d'air qu'il génère par l'intermédiaire de pales d'une soufflante, à savoir un flux d'air chaud traversant une chambre de combustion et un flux d'air froid circulant à l'extérieur du turboréacteur.
La nacelle possède de façon générale une structure comprenant une section amont formant une entrée d'air, une section médiane entourant la soufflante du turboréacteur 1 et une section aval entourant le turboréacteur 1. En s'appuyant sur la figure 2, cette section aval 10 comprend une structure externe 11 comportant un dispositif d'inversion de poussée 20 et une structure interne 12 de carénage de moteur définissant avec la structure externe 11 une veine 13 destinée à la circulation d'un flux froid dans le cas de la nacelle de turboréacteur 1 double flux telle que présentée ici.
La section aval 10 comprend, en outre, un cadre avant 15, un capot mobile d'inverseur de poussée 30 et une section de tuyère d'éjection 40.
Le capot mobile d'inverseur de poussée 30 est destiné à être actionné selon une direction sensiblement longitudinale de la nacelle entre une position de fermeture dans laquelle il vient au contact du cadre avant 15 et assure la continuité aérodynamique des lignes de la section aval 10 et une position d'ouverture dans laquelle il est écarté du cadre avant ouvrant, alors, un passage dans la nacelle en découvrant des grilles 14 de déviation de flux d'air.
Le dispositif d'inversion de poussée 20 comprend, en outre, un déflecteur 50 en amont du capot mobile 30 destiné à rediriger l'air vers les grilles de déviation lorsqu'il est entièrement déployé.
Par ailleurs, la section de tuyère d'éjection 40 dans le prolongement du capot mobile 30 comprend une série de panneaux mobiles 41 montés en rotation à une extrémité aval du capot mobile 30 et répartis sur la périphérie de la section de tuyère d'éjection 40 tel qu'illustré sur les figures 1a et 1 b.
Ils sont montés par l'intermédiaire de pivots 60 fixés sur le capot mobile 30 et sur eux-mêmes.
Selon l'invention, chaque panneau 41 mobile est adapté pour pivoter entre une position normale dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle c'est-à-dire que les lignes aérodynamiques de la nacelle et du panneau sont sans rupture de pente et une position d'inversion de poussée dans laquelle il obstrue une veine de flux froid formée entre une structure fixe de carénage du turboréacteur et la nacelle.
Ainsi, avantageusement, les panneaux mobiles 41 peuvent se placer dans une position dans laquelle ils bloquent la veine 13 de flux d'air F froid et renvoient cet air vers les grilles de déviation 14 qui assurent la réorientation du flux F permettant ainsi le jet inversé sans qu'il soit nécessaire de prévoir des volets d'inversion de poussée.
Cela signifie que l'on peut s'affranchir de disposer ces volets d'inversion de poussée en amont du capot mobile 30 entraînés en rotation par l'intermédiaire de bielles fixées dans la structure interne de carénage pour obturer la veine 13 de manière à optimiser l'inversion du flux d'air.
Il s'ensuit une grande fiabilité puisqu'un seul système d'actionnement est mis en œuvre pour réaliser l'inversion de poussée et le contrôle de la section de la tuyère d'éjection 40 et le nombre d'éléments d'actionnement présents dans la veine 13 est diminué par rapport aux dispositifs de l'art antérieur comme on le verra plus loin dans la description.
Par ailleurs, chaque panneau mobile 41 est également adapté pour pivoter vers une position entraînant une variation de la section de la tuyère d'éjection 40.
Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 2 à 5, le passage d'une position à une autre des panneaux mobiles 41 est commandé par un mouvement de translation du capot mobile 30 activé par des moyens d'actionnement 70. Les moyens d'actionnement 70 sont aptes à activer en fonction l'un de l'autre le pivotement de chaque panneau 41 vers une position entrainant la variation de la section de la tuyère d'éjection 40 et le pivotement de chaque panneau 41 vers une position où il obstrue la veine 13 de flux froid F.
La partie interne du capot mobile 30 est ainsi reliée à au moins une extrémité d'un vérin apte à permettre le déplacement du capot mobile 30 en amont ou en aval de la nacelle.
L'autre extrémité du vérin est fixée au cadre avant 15.
Le vérin peut être de type pneumatique, hydraulique ou électrique.
Par ailleurs, chaque panneau 41 est relié par une bielle d'actionnement 61 à la structure interne 12 de carénage. Cette bielle d'actionnement 61 assure le pivotement du panneau 41 correspondant lors d'un déplacement du capot mobile 30 vers l'amont ou vers l'aval de la nacelle.
Avantageusement, suivant le degré de déplacement du capot mobile 30, on peut régler le degré de pivotement des panneaux mobiles 41 et permettre soit de faire varier la section de tuyère d'éjection 40 soit d'entraîner l'inversion du flux d'air froid F dans la veine 13 en jet inverse.
Les figures 2 à 5 illustrent différentes positions des panneaux mobiles 41 en fonction du degré de déplacement du capot mobile 30.
Sur la figure 2, le capot mobile 30 est en position de fermeture recouvrant les grilles de déviation 14 et présentant une section de tuyère habituelle. Sur la figure 3, le vérin 70 étant un peu étendu, le capot mobile 30 a été légèrement reculé vers l'aval en entraînant le pivotement des panneaux 41 vers l'extérieur de la veine 13 afin d'augmenter la section de la tuyère d'éjection 40.
Sur la figure 4, le capot mobile a été légèrement avancé vers l'amont pour réduire la section de la tuyère d'éjection 40 en entraînant les panneaux 41 vers l'intérieur de la veine 13.
Ainsi, un déplacement relativement faible du capot mobile 30 permet de faire varier la section de tuyère d'éjection 40.
Sur la figure 5, le vérin 70 est déployé au maximum. Le capot mobile 30 est ainsi pleinement ouvert vers l'aval de la nacelle et les panneaux mobiles 41 jouent pleinement leur rôle d'inverseur de poussée obturant la veine 13.
De préférence, le déplacement du capot mobile 30 d'une longueur sensiblement égale à la longueur des grilles de déviation 14 permet le basculement des panneaux 41 à l'intérieur de la veine 13 pour l'obturer de façon à forcer l'écoulement du flux froid F vers les grilles de déviation 14.
Ainsi, comme illustré sur les figures 2 à 5, le pivotement des panneaux 41 est réalisé par un mouvement de translation simple du capot mobile 30, à savoir un déplacement relativement faible pour réaliser la variation de la section de tuyère d'éjection 40 et un déplacement d'une longueur sensiblement égale à la longueur des grilles de déviation pour réaliser la fonction d'inverseur de poussée des panneaux 41
Bien que l'invention soit illustrée par un exemple dans lequel la bielle d'actionnement 61 de chaque panneau 41 est oblique et l'extrémité liée au panneau est situé en amont de l'extrémité liée à la structure interne 12 de carénage, il est possible d'inverser l'orientation de la bielle d'actionnement 61.
Dans ce cas, un recul du capot mobile 30 entraînera une réduction de la section de tuyère d'éjection 40 au lieu d'une augmentation comme présenté ici.
Le dispositif d'inversion de poussée comprend, en outre, des moyens d'étanchéité 80 agencés sous les grilles de déviation 14 à l'intérieur de l'enveloppe du bord de déviation du flux permettant ainsi de ne pas pressuriser la partie interne de la structure du capot mobile 30. Du fait du faible déplacement du capot 30 pour réaliser la variation de la section de tuyère 40, il est possible de loger les moyens d'étanchéité 80 dans la structure du cadre avant 15, un joint d'étanchéité 81 étant préférentiellement porté par le cadre 15 lui-même. Les moyens d'étanchéité 80 comprennent, en outre, une casquette d'étanchéité 82 portée dans le prolongement amont de la partie interne du capot 30 mobile et du déflecteur 50 qui assure le contact étanche dans les phases de jet direct et d'utilisation du réglage de section de la tuyère 40 entre les éléments fixe et mobile du dispositif d "inversion de poussée. De plus, dans le cas où le déplacement du capot mobile 30 est d'une longueur supérieure à la longueur des grilles de déviation 14, la casquette d'étanchéité 82 peut servir de bouclier au flux et ainsi obliger l'air à se diriger vers les grilles de déviation 14.
Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation, la cinématique des panneaux 41 adjacents est décalée : cela signifie que les mouvements de deux panneaux 41 adjacents sur la périphérie de la tuyère d'éjection 40 sont actionnés en léger décalage les uns par rapport aux autres.
Ceci offre l'avantage de permettre le recouvrement des panneaux 41 sans interférence entre eux lorsqu'ils sont utilisés en jet inverse en tant qu'inverseur de poussée.
Pour définir une telle cinématique, chacun des pivots autour desquels pivotent les panneaux 41 sont alignés ou bien non alignés et agencés selon un axe sensiblement parallèle à la base des panneaux 41 et le décalage peut être complété par des bielles d'actionnement 61 associées à chacun des panneaux 41 de différentes longueurs ou des panneaux de forme différente.
Dans ce premier mode de réalisation, chaque panneau 41 est ainsi monté mobile en rotation autour d'un pivot selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la nacelle.
Au contraire, dans un autre mode de réalisation de la présente invention illustré sur la figure 8, chaque pivot associé à un panneau 41 est agencé suivant un axe légèrement oblique par rapport au plan normal à l'axe longitudinal de la nacelle et, par conséquent, chaque bielle 61 ne pivote plus dans un plan non rayonnant avec l'axe longitudinal de la nacelle.
On évite ainsi toute interférence entre deux panneaux 41 adjacents lors de leur mouvement pour obturer la veine 13 de flux froid tout en conservant une cinématique identique pour chacun d'entre eux.
Par ailleurs, tel qu'illustré sur la figure 1 , dans une première variante de réalisation, les panneaux mobiles 41 ont une forme générale rectangulaire.
Un autre découpage possible des panneaux 41 est illustré sur les figures 6 et 7. Ces panneaux 41 présentent des découpages latéraux définissant des panneaux 41 de forme trapézoïdale dont la base est fixée au capot 30.
Ces panneaux 41 étant répartis sur toute la périphérie de la tuyère 40, la zone de liaison entre deux panneaux 41 adjacents présente alors une forme triangulaire. La présence de ces découpes permet d'éviter de possibles interférences entre les panneaux adjacents 41 et, plus précisément, de supprimer le recouvrement entre ces derniers lors de leur déploiement complet à l'intérieur de la veine 13 de flux froid pour l'obstruer afin de réaliser l'inversion de poussée. Dans la configuration des panneaux en jet inverse, ces derniers viennent en juxtaposition sans interférence entre eux. Ainsi, la cinématique est la même pour l'ensemble des panneaux 41.
Il est à noter que les découpages latéraux peuvent prendre toutes les formes souhaitées par l'homme de métier, de même le jeu entre les panneaux 41 peut ne pas être constant.
La figure 7 représente une vue d'un mode de réalisation particulier des panneaux 41 dans le cas où l'extrémité arrière de la tuyère 40 est d'épaisseur significative notamment du fait de contraintes sur les lignes aérodynamiques et de contraintes de structure. L'épaisseur du bord de fuite du capot 30 est réduite localement en amincissant le rayon des lignes aérodynamiques au niveau de chaque zone de liaison entre deux panneaux adjacents (indiqué par la référence A) définissant des vallées illustrées par la référence C s'étendant dans la direction longitudinale du capot 30.
On prolonge cet amincissement (indiqué par la référence B) vers les deux cotés opposés obliques de chaque panneau mobile 41 pour assurer la continuité aérodynamique du capot 30.
On obtient ainsi une section de culot de nacelle constante. Ceci offre un avantage d'un point de vue aérodynamique : en effet, on élimine ainsi les fortes turbulences appelées trainée de culot dues à une rupture trop brusque et importante de l'épaisseur du bord de fuite du capot 30, rupture dégradant fortement les performances aérodynamiques de la nacelle.
Bien évidemment, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de cette nacelle décrites ci-dessus à titre d'exemples mais elle embrasse au contraire toutes les variantes possibles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'inversion de poussée comprenant un capot (30) mobile monté en translation selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal d'une nacelle apte à passer alternativement d'une position de fermeture dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et couvre des moyens de déviation à une position d'ouverture dans laquelle il ouvre un passage dans la nacelle et découvre les moyens de déviation, ledit capot (30) mobile étant également prolongé par au moins une section de tuyère (40) montée à une extrémité aval dudit capot (30) mobile, dispositif dans lequel ladite tuyère (40) comprend au moins un panneau (41 ) monté mobile en rotation, ledit panneau (41 ) étant adapté pour pivoter entre une position normale dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et une position d'inversion de poussée dans laquelle il obstrue une veine (13) de flux froid formée entre une structure fixe de carénage (12) du turboréacteur et la nacelle, ce dispositif comprenant en outre des moyens pour assurer une cinématique décalée entre deux panneaux (41 ) adjacents.
2. Dispositif d'inversion de poussée selon la revendication 1 caractérisé en ce que le panneau (41) est, en outre, adapté pour pivoter vers une position entraînant une variation de la section de la tuyère (40).
3. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que le panneau (41) est, en outre, lié à la une structure fixe de carénage (12) du turboréacteur par au moins une bielle (61 ) montée mobile en rotation autour de points d'ancrage respectivement sur le panneau (41 ) mobile et sur ladite structure fixe (12).
4. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une des revendications 2 à 3 caractérisé en ce que le panneau est associé à un moyen d'actionnement (70) apte à activer en fonction l'un de l'autre le pivotement dudit panneau (41 ) vers une position entraînant la variation de la section de la tuyère (40) et le pivotement dudit panneau (41) vers une position où il obstrue la veine (13) de flux froid.
5. Dispositif d'inversion de poussée selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen d'actionnement (70) est un vérin électrique, hydraulique ou pneumatique monté sur le capot mobile (30).
6. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le panneau (41) est de forme trapézoïdale.
7. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'épaisseur du bord de fuite est réduite localement autour de chaque panneau (41 ).
8. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau (41) est monté mobile en rotation autour d'un pivot selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la nacelle.
9. Dispositif d'inversion de poussée selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens d"étanchéité (80) entre la veine de flux froid (13) et l'externe de la nacelle agencés sous les moyens de déviation (14) à l'intérieur de l'enveloppe du bord de déviation du flux afin de ne pas pressuriser la structure interne du capot mobile (30).
10. Dispositif d'inversion de poussée selon la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité (80) comprennent une casquette d'étanchéité (82) apte à servir de bouclier au passage d'air en position d'inversion de poussée.
11. Nacelle de turboréacteur double flux comprenant une section aval (10) équipée d'un dispositif d'inversion de poussée selon l'une des revendications précédentes.
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