VAUCHEL, Guy Bernard (6 allée Pont Durand, Le Havre, Le Havre, F-76600, FR)
| REVENDICATIONS 1. Nacelle de turboréacteur double flux comprenant une section aval (1), prolongée au moins partiellement par une section de tuyère, ladite section de tuyère comprenant au moins un panneau (9) monté mobile en rotation autour d'au moins un pivot selon un axe sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal de la nacelle, ledit panneau étant liée à une structure fixe de carénage (3) du turboréacteur par au moins une bielle (11) montée mobile en rotation autour de points d'ancrage (11a, 11 b) respectivement sur le panneau de la section de tuyère et sur la structure fixe, caractérisée en ce qu'au moins le point d'ancrage de la bielle sur le panneau de tuyère pivotant est associé à des moyens d'entraînement (14, 16). 2. Nacelle selon la revendication 1 , caractérisée en ce que des moyens d'entraînement (12, 17a, 17b, 18, 19, 20, 21 , 22, 30, 31 , 32) sont associés au point d'ancrage (11b) situé sur la structure fixe (3). 3. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins un point d'ancrage (11a, 11 b) de la bielle (11) est escamoté à l'intérieur de sa structure de fixation (9, 3) correspondante. 4. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement (12, 14, 17a, 17b, 18, 19, 20, 21 , 22, 30, 31 , 32) permettent un déplacement rectiligne du point d'ancrage (11a, 11b) correspondant. 5. Nacelle selon la revendication 4, caractérisée en ce que le déplacement du point d'ancrage (11a, 11 b) est sensiblement radial à la nacelle. 6. Nacelle selon la revendication 4, caractérisée en ce que le déplacement du point d'ancrage (11 b) est sensiblement longitudinal. 7. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement (17a, 17b) sont des moyens d'entraînement par renvoi au point d'ancrage (11 b) correspondant de la bielle (11) , lesdits moyens d'entraînement comprenant au moins un basculeur (17b) lié, d'une part, au point d'ancrage de la bielle, et d'autre part, à un système d'entraînement (17a) dudit basculeur. 8. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée ce que les moyens d'entraînement (16) permettent un déplacement du point d'ancrage correspondant selon un mouvement de rotation. 9 Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le moyen d'entraînement de la bielle (11) est électrique. 10. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la section aval (2) est équipée d'un dispositif d'inversion de poussée comprenant au moins un capot mobile (5) monté en translation selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la nacelle et apte à passer alternativement d'une position de fermeture dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et couvre les moyens de déviation à une position d'ouverture dans laquelle il découvre des moyens de déviation. 11. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le moyen d'entraînement est associé à au moins un moyen de commande possédant au moins deux positions prédéterminées, telles que position de croisière, position réduite, position de section augmentée, position d'inversion de poussée. 12. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce que le moyen d'entraînement est associé à au moins un moyen de commande apte à contrôler sa position sur toute la longueur de sa course. 13. Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le moyen d'entraînement est équipé de moyen de verrouillage en position du point d'ancrage, notamment lors d'une phase d'inversion de poussée. 14 Nacelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la section de tuyère comprend une pluralité de bielles d'articulation, au moins un moyen d'entrainement étant au moins partiellement commun à plusieurs panneaux. |
L'invention se rapporte une nacelle de turboréacteur comprenant une section de tuyère variable. Un avion est mu par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle abritant également un ensemble de dispositifs d'actionnement annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Ces dispositifs d'actionnement annexes comprennent notamment un système mécanique d'actionnement d'inverseurs de poussée.
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 pâles 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.
Outre sa fonction d'inversion de poussée, le capot mobile appartient à la section arrière et présente un côté aval formant une tuyère d'éjection visant à canaliser l'éjection des flux d'air. Cette tuyère peut venir en complément d'une tuyère primaire canalisant le flux chaud et est alors appelée tuyère secondaire.
Le capot mobile est ainsi équipé, comme cela est connu du document US 5 806 302, d'au moins une tuyère mobile par rapport audit capot mobile, de manière à régler la section d'éjection du canal annulaire en fonction de la position de ladite tuyère. La tuyère mobile est également appelée structure mobile de réglage de la section tuyère.
Chaque partie mobile, à savoir le capot d'inversion de poussée d'une part, et la tuyère mobile d'autre part, est actionnée par un actionneur dédié. Ceci implique la présence de circuits d'alimentation et de commande des actionneurs s'étendant à l'intérieur du capot mobile, ce qui est handicapant d'un point de vue maintenance et sécurité.
La demande française FR 06/05512 décrit également un système de tuyère variable associée à un inverseur à grilles et dont la structure externe réalise entièrement les lignes externes de l'inverseur. Cette demande divulgue l'utilisation d'un vérin télescopique dont une première tige est destinée à actionner le capot mobile tandis que la deuxième tige est destinée au réglage de la tuyère. Un tel système permet de répondre à la problématique de la centralisation des moyens d'alimentation et de commande au niveau d'un cadre avant sur lequel est fixé la base de l'actionneur double action.
Chacune de ces tuyères variables présente donc une structure relativement complexe et nécessite un système d'actionnement supplémentaire impactant la fiabilité et la masse de l'ensemble de la nacelle.
Afin de pallier ces inconvénients, la demande française 08/02036 propose un nacelle de turboréacteur comprenant une section aval, équipée d'un dispositif d'inversion de poussée comprenant un capot mobile prolongé par une section de tuyère comportant au moins un panneau monté mobile en rotation autour d'au moins un pivot selon un axe sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal de la nacelle, ledit panneau étant en outre liée 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 de la section de tuyère et sur la structure fixe.
Grâce à ce dispositif les panneaux pivotants constitutifs de la section de tuyère et liés par une bielle à une structure fixe sont automatiquement articulés lors d'un déplacement du capot mobile vers l'aval ou vers l'amont. La demande française FR 08/04295 permet d'utiliser cette configuration de manière à ce que les panneaux mobiles viennent bloquer la veine et participer à l'inversion de flux lorsque l'inverseur de poussée est activé. II a toutefois été constaté qu'un tel système pouvait présenter quelques limitations.
On notera notamment que le pivotement des panneaux mobiles étant lié à un déplacement des capots d'inverseur de poussée, un tel système de tuyère variable n'est pas applicable directement à une nacelle lisse, c'est-à- dire non équipée d'un dispositif d'inversion de poussée.
Par ailleurs, il est préférable de pouvoir ségréguer les manœuvres de l'inverseur des manoeuvres de la tuyère variable.
Enfin, le système précédemment décrit nécessite un système de joints d'étanchéité permettant d'assurer les déplacements du capot mobile visant à régler les panneaux de tuyère sans que des fuites de flux surviennent au niveau dudit capot mobile. De même, les jeux nécessaires à ces déplacements sont générateurs d'accidents aérodynamiques et doivent être comblés par un système venant alors impacter la masse et le coût de l'ensemble. On notera également qu'il peut être difficile de réaliser un vérin unique assurant ce double actionnement inverseur / tuyère tout en assurant une sécurité optimale pour le non déploiement de l'inverseur en phase de réglage de la tuyère.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients précédemment mentionnés et se rapporte pour ce faire à une nacelle de turboréacteur double flux comprenant une section aval, prolongée au moins partiellement par une section de tuyère, ladite section de tuyère comprenant au moins un panneau monté mobile en rotation autour d'au moins un pivot selon un axe sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal de la nacelle, ledit panneau étant liée 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 de la section de tuyère et sur la structure fixe, caractérisée en ce qu'au moins le point d'ancrage de la bielle sur le panneau de tuyère pivotant est associé à des moyens d'entraînement. Ainsi, grâce à une bielle mobile, on dispose d'un système de tuyère variable indépendant du système d'inversion de poussée. De plus, il n'est plus nécessaire d'installer des vérins double action pour le capot mobile d'inverseur et la tuyère variable.
On notera également que le système de réglage des volets par bielle est applicable à une nacelle lisse. De manière complémentaire ; des moyens d'entraînement sont associés au point d'ancrage situé sur la structure fixe.
De manière préférentielle, au moins un point d'ancrage de la bielle est escamoté à l'intérieur de sa structure de fixation correspondante. Cela réduit les perturbations aérodynamiques à l'intérieur de la veine. Selon un premier mode de réalisation préféré, les moyens d'entraînement permettent un déplacement rectiligne du point d'ancrage correspondant.
Selon une première variante de ce mode de réalisation, le déplacement du point d'ancrage est sensiblement radial à la nacelle. Selon une deuxième variante de réalisation de ce mode de réalisation, le déplacement du point d'ancrage est sensiblement longitudinal.
Selon un deuxième mode de réalisation préféré, les moyens d'entraînement sont des moyens d'entraînement par renvoi au point d'ancrage correspondant de la bielle, lesdits moyens d'entraînement comprenant au moins un basculeur lié, d'une part, au point d'ancrage de la bielle, et d'autre part, à un système d'entraînement dudit basculeur.
Selon une troisième mode de réalisation préféré, les moyens d'entraînement permettent un déplacement du point d'ancrage correspondant selon un mouvement de rotation. De manière préférentielle, le moyen d'entraînement de la bielle est électrique.
Avantageusement, la section aval est équipée d'un dispositif d'inversion de poussée comprenant au moins un capot mobile monté en translation selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la nacelle et apte à passer alternativement d'une position de fermeture dans laquelle il assure la continuité aérodynamique de la nacelle et couvre les moyens de déviation à une position d'ouverture dans laquelle il découvre des moyens de déviation.
De manière préférentielle, le moyen d'entraînement est associé à au moins un moyen de commande possédant au moins deux positions prédéterminées, telles que position de croisière, position réduite, position de section augmentée, position d'inversion de poussée.
De manière alternative ou complémentaire, le moyen d'entraînement est associé à au moins un moyen de commande apte à contrôler sa position sur toute la longueur de sa course.
Avantageusement, le moyen d'entraînement est équipé de moyen de verrouillage en position du point d'ancrage, notamment lors d'une phase d'inversion de poussée.
Préférentiellement, la section de tuyère comprend une pluralité de bielles d'articulation, au moins un moyen d'entraînement étant au moins partiellement commun à plusieurs panneaux.
La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui suit en regard du dessin annexé sur lequel :
- Les figures 1 à 3 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention.
- La figure 4 illustre une variante de réalisation du mode représenté sur les figures 1 à 3.
- La figure 5 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention.
- La figure 6 illustre un troisième mode de réalisation de l'invention. - Les figures 7 et 8 illustrent un quatrième mode de réalisation de l'invention.
- La figure 9 illustre une variante de mise en œuvre de l'invention.
- Les figures 10 et 11 illustrent encore chacune un mode de réalisation particulier de l'invention. Une nacelle de turboréacteur est destinée à constituer un logement sensiblement tubulaire pour un turboréacteur (non visible) double flux et sert à canaliser les flux d'air qu'il génère par l'intermédiaire des pâles d'une soufflante (non représentée), à savoir un flux d'air chaud traversant une chambre de combustion (non représentée) du turboréacteur et un flux d'air froid circulant à l'intérieur du turboréacteur.
Une nacelle possède de manière générale une structure comprenant une section avant formant une entrée d'air, une section médiane entourant la soufflante du turboréacteur, et une section aval 1 entourant le turboréacteur et pouvant comprendre un système d'inversion de poussée. La section aval comprend une structure externe 2 comportant éventuellement un système d'inversion de poussée et une structure interne 3 de carénage du moteur définissant avec la structure externe une veine 4 destinée à la circulation du flux froid.
Les sections aval représentées sur les figures 1 à 1 1 sont des sections aval équipées d'un dispositif d'inversion de poussée. Pour ce faire, la structure externe 2 de la section aval comprend un capot mobile 5 montée mobile selon un axe sensiblement longitudinal de la nacelle entre une position de fermeture dans laquelle le capot mobile 5 assure la continuité aérodynamique de la nacelle et une position d'ouverture dans laquelle le capot mobile 5 dégage une ouverture dans la nacelle et découvre des moyens d'inversion du flux froid (typiquement des grilles d'inversion, non référencées mais visibles en arrière du vérin 6).
Le capot mobile 5 est actionné à l'aide d'un moyen d'actionnement adapté, classiquement un ou plusieurs vérins 6 montés sur une structure fixe 7 (cadre avant) de la structure externe 2. Généralement, une section aval équipée d'un dispositif d'inversion de poussée comprend deux demi-parties équipées chacune d'un capot mobile 5.
La structure externe 2 de la section aval, et en l'espèce le capot mobile 6, est prolongée par une section de tuyère comprenant une pluralité de panneaux 9 montés pivotants à une extrémité aval dudit capot mobile 5.
On notera que généralement, lors de son ouverture, le capot mobile 5 entraîne en rotation un volet qui vient obturer au moins partiellement la veine 4 et ainsi optimiser l'inversion du flux d'air froid.
Conformément à la demande française N°08/04295, les panneaux 9 peuvent jouer le rôle de ces volets.
Afin d'assurer le pivotement des panneaux 9 de tuyère, ceux-ci sont chacun reliés à au moins une bielle 11 comprenant un premier point d'ancrage 11a lié de manière pivotante audit panneau 9 et une deuxième point d'ancrage 11b lié de manière pivotante à la structure interne 3. Conformément à la présente invention, au moins un point d'ancrage de la bielle est associé à des moyens d'entraînement.
Un premier mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 1 à 3.
Dans ce mode de réalisation, le deuxième point d'ancrage 11 b de la bielle 11 est lié à la structure interne 3 par l'intermédiaire d'un moyen d'entraînement 12 rendu solidaire de la structure interne 3 et apte à permettre un déplacement sensiblement rectiligne selon une direction sensiblement radiale (flèche) du deuxième point d'ancrage 11 b.
La figure 1 montre le panneau 9 dans une position de croisière.
La figure 2 montre le panneau 9 dans une position de section de tuyère augmentée, le point d'ancrage 11b ayant été éloigné de la structure interne 3.
Lorsque par le biais du moyen d'entraînement 12, on rapproche le point d'ancrage 11 b de la structure interne, le panneau 9 sera amené en position de section de tuyère réduite. Le moyen d'entraînement 12 pourra être associé à un système de contrôle possédant des positions prédéterminées telle que position de croisière, position de section maximale, position de section minimale. Le moyen de contrôle pourra également être configuré pour permettre un déplacement continu entre ces positions et l'adoption de positions intermédiaires.
Lors d'une inversion de flux, le pied d'ancrage 11b de la bielle 11 est verrouillé dans une position définie par l'homme du métier. Le capot mobile
5 est alors actionné par le vérin 6 vers l'aval. Ce faisant, le panneau 9 pivote jusqu'à venir obturer au moins partiellement la veine 4, comme représenté sur la figure 3.
Le panneau 9 doit être capable de réaliser l'inversion sans dommage à la structure de l'inverseur. On évitera également que dans cette position les panneaux 9 interfèrent entre eux. Pour ce faire, on pourra prévoir des verrouillages des points d'ancrage 11b dans des positions légèrement décalées les unes par rapport aux autres. Avantageusement la position optimale du système d'entraînement est dans l'axe de la bielle en position inversion.
La figure 4 présente une variante de réalisation du système décrit pour les figures 1 à 3 dans laquelle le deuxième point d'ancrage 11 b est escamoté à l'intérieur de la structure interne 3. Cela évite que le point d'ancrage 11b et une partie du système d'entraînement 12 pénètrent dans la veine 4 et génèrent ainsi des perturbations aérodynamiques plus importantes.
Une ouverture spécifique pourra être aménagée dans la structure interne 3 afin de ne pas interférer avec la bielle 11 lorsque le panneau 9 se trouve en position d'inversion. On pourra également prévoir un carénage minimal permettant de boucher la cavité formée si nécessaire. La figure 5 présente un deuxième mode de réalisation.
Le système représenté sur la figure 5 diffère de celui représenté aux figures 1 à 3 uniquement par le fait que c'est le premier point d'ancrage 1 1a de la bielle 1 1 qui est lié au panneau 9 par l'intermédiaire d'un moyen d'entraînement 14 rendu solidaire dudit panneau 9 et apte à permettre un déplacement sensiblement rectiligne selon une direction sensiblement radiale (flèche) du premier point d'ancrage 1 1a.
Le deuxième point d'ancrage est simplement directement fixé de manière pivotante dans la structure interne 3. Pareillement, le moyen d'entraînement 14 pourra être associé à un moyen de commande possédant des positions déterminées et/ou permettant son déplacement sur n'importe quelle position intermédiaire.
On notera également que les systèmes d'actionnement peuvent être reliés à une source de puissance en continu, même dans une phase d'inversion de poussée, ou avantageusement déconnecté automatiquement lors de la manoeuvre.
On pourra prévoir un carénage aérodynamique en fonction de l'enveloppe nécessaire au logement des moyens d'entraînement. Le carénage prend alors avantageusement une forme permettant de couvrir tous les cas de déplacement du point d'ancrage de la bielle 11.
Le réglage de la section de tuyère, et le basculement du panneau 9 lors de l'inversion s'effectue d'une manière similaire au mode de réalisation précédemment décrit.
On notera que l'orientation du déplacement du point d'ancrage est fonction de la répartition des efforts recherchés. Dans le cas présenté, il a été choisi une direction sensiblement perpendiculaire à un plan passant par l'axe de pivotement du panneau 9 afin de bénéficier du plus grand bras de levier possible. Toute autre disposition est bien évidemment possible.
Comme pour le mode de réalisation précédent, on pourra également souhaiter intégrer le point d'ancrage 1 1 a de la bielle dans l'épaisseur du panneau 9 afin de réduire les perturbations aérodynamiques dans la veine 4.
Comme précédemment, lors d'une manœuvre d'inversion de poussée, le point d'ancrage 1 1 a sera verrouillé en position prédéfinie. La figure 6 présente un troisième mode de réalisation de l'invention par renvoi au pied de bielle. Dans un tel système, des moyens d'entraînement 17a sont déportés et entraînent une extrémité d'un basculeur 17b dont le déplacement se répercute sur le point d'ancrage 1 1 b lié à une deuxième extrémité dudit basculeur 17b.
Une telle disposition est avantageuse lorsque le système de commande et d'entraînement est situé à l'intérieur du capot moteur (structure interne 3) dans une zone de forte température pouvant impacter le système de commande et les moyens d'entraînement. Grâce à une telle disposition, le moyen d'entraînement peut être déplacé dans une zone moins fortement sollicitée en température. Les figures 7 et 8 présentent un quatrième mode de réalisation de l'invention. Ce mode de réalisation diffère du mode de réalisation précédent par le fait qu'il comprend un moyen d'entraînement 16 rotatif. Un tel système permet de mieux intégrer le point d'ancrage 1 1 a de la bielle 11 dans une enveloppe de panneau 9 réduite. Cela réduit les perturbations aérodynamiques dues à l'interface de jonction.
Bien évidemment, ce système pourrait également être appliqué au niveau du point d'ancrage 1 1 b.
Il peut également être avantageux de prévoir un entraînement commun à plusieurs panneaux 9. Un exemple d'un mode de réalisation est représenté sur la figure 9.
Le principe consiste à utiliser un organe commun de manœuvre des bielles 1 1. En l'espèce, l'exemple présenté utilise un coulisseau 18 dans un guide 19. L'ensemble coulisseau 18 et guide 19 forme donc un moyen d'entraînement de la bielle 1 1 correspondante. L'ensemble comprend également un système d'entraînement apte à entraîner simultanément tous les coulisseaux 18 dans une même position. L'exemple représenté utilise une rampe asymétrique 20 guidée en rotation dans un plan normal à l'axe longitudinal de la nacelle.
L'entraînement de la rampe 20 est réalisé par tout moyen de puissance connu de l'homme du métier. Il pourra s'agir par exemple d'un vérin ou d'un moteur sur crémaillère.
Les figures 10 et 1 1 présentent encore des variantes d'entraînement commun.
La figure 10 présente un système d'entraînement à l'aide d'un câble 30 commun traversant un boîtier de renvoi 31 . Chaque bielle 1 1 est reliée à un câble commun, ledit câble n'étant actionné que par un unique organe de puissance 32.
La figure 11 montre un moyen d'entraînement 21 rectiligne selon une direction sensiblement longitudinale de la nacelle à l'aide d'une vis sans fin 22. Ce mode d'entraînement peut être mutualisé entre plusieurs bielles 11 à l'aide de renvois ou équiper chaque bielle 11.
Un fond étanche 23 sera avantageusement prévu afin d'isoler thermiquement le système mécanique et étancher l'intérieur du capot moteur
(structure interne 3) de la veine 4. 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. C'est ainsi notamment que la tuyère mobile pourrait être associée à une nacelle lisse et non à une nacelle équipée d'un inverseur de poussée.