FR3145780A1 - Inverseur de poussee pour turbomachine d’aeronef comprenant des moyens de deploiement et de retrait a cable d’une membrane d’obturation de la veine secondaire - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un inverseur de poussée (30) comprenant un capot mobile d’inverseur (33) équipé d’une paroi radialement interne (52) participant à la délimitation externe d’une veine secondaire (21B), l’inverseur comprenant également une membrane (58) d’obturation de la veine secondaire, ainsi que des moyens (62) de déploiement et de retrait de cette membrane. Selon l’invention, les moyens (62) comprennent : - un câble (64) d’entraînement de la membrane ; et - un organe (66) de renvoi du premier câble, monté sur la paroi (18). De plus, en position avancée de poussée directe : - une première partie du câble (64a), qui ressort de l’organe de renvoi (66), est raccordée à une première extrémité de membrane (58a) ; et - une seconde partie du câble (64b), qui ressort de l’organe de renvoi (66), est raccordée au capot mobile d’inverseur (33). Figure pour l’abrégé : Fig. 3

Description

INVERSEUR DE POUSSEE POUR TURBOMACHINE D’AERONEF COMPRENANT DES MOYENS DE DEPLOIEMENT ET DE RETRAIT A CABLE D’UNE MEMBRANE D’OBTURATION DE LA VEINE SECONDAIRE

L’invention se rapporte au domaine des nacelles et des inverseurs de poussée pour ensemble propulsif d’aéronef, et, plus particulièrement, aux moyens permettant le déploiement et le retrait des membranes d’obturation de la veine secondaire d’un ensemble propulsif.

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 généralement 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 une cavité des capots mobiles 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 de la veine secondaire vers les grilles de déviation.

Pour dévier au moins une partie du flux secondaire vers cette ouverture de passage en direction des grilles, l’inverseur est généralement 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.

La solution à volets d’obturation est également connue pour être relativement lourde et encombrante. Or le changement climatique est une préoccupation majeure pour de nombreux organes législatifs et de régulation à travers le monde. En effet, diverses restrictions sur les émissions de carbone ont été, sont ou seront adoptées par divers états. En particulier, une norme ambitieuse s’applique à la fois aux nouveaux types d’avions mais aussi à ceux en circulation nécessitant de devoir mettre en œuvre des solutions technologiques afin de les rendre conformes aux réglementations en vigueur. L’aviation civile se mobilise depuis maintenant plusieurs années pour apporter une contribution à la lutte contre le changement climatique.

Par voie de conséquence, la Déposante travaille en permanence à la réduction de son incidence climatique négative par l’emploi de méthodes et l’exploitation de procédés de développement et de fabrication vertueux et minimisant les émissions de gaz à effet de serre au minimum possible pour réduire de l'empreinte environnementale de son activité.

Dans cette optique, il a été développé des solutions d’obturation de la veine secondaire à l’aide d’une ou plusieurs membranes déployables. Une telle conception à membranes est par exemple connue du document FR 3 076 864 A1.

Le déploiement d’une membrane d’obturation peut être réalisé à l’aide d’une ou plusieurs bielles de déploiement, dont une extrémité radialement externe est raccordée à une extrémité de la membrane, et dont une extrémité radialement interne est articulée sur une paroi de délimitation radialement interne de la veine secondaire, cette paroi appartenant à la structure fixe de l’inverseur.

Lorsque la structure mobile se déplace vers sa position reculée d’inversion de poussée, la membrane se déploie progressivement dans la veine en plongeant radialement vers l’intérieur de celle-ci, entraînée par la / les bielles qui basculent vers l’aval et également radialement vers l’intérieur.

En position de jet direct, l’extrémité de la membrane raccordée aux bielles est généralement enserrée entre un bord de déviation de la structure fixe, et une extrémité amont de la paroi radialement interne du capot mobile.

La solution de déploiement et de retrait de la membrane d’obturation à l’aide de bielles donne satisfaction, mais elle demeure néanmoins perfectible. En effet, cette solution peut s’avérer contraignante en termes de masse, et/ou d’efforts élevés appliqués sur la membrane en configuration de poussée directe. Surtout, en configuration d’inversion de poussée, la position des bielles inclinées dans la veine secondaire n’est pas connue avec une grande précision, ni celle de l’extrémité de membrane reliée à ces bielles.

Pour répondre au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, l’invention a tout d’abord pour objet un inverseur de poussée pour ensemble propulsif d’aéronef, l’inverseur comprenant une structure fixe équipée d’une paroi de délimitation radialement interne d’une veine secondaire de l’ensemble propulsif destinée à être traversée par un flux secondaire, l’inverseur comprenant également une structure mobile comprenant au moins un capot mobile d’inverseur équipé d’une paroi radialement interne participant à la délimitation radialement externe de la veine secondaire, la structure mobile étant déplaçable par rapport à la structure fixe entre une position avancée de poussée directe, et une position reculée d’inversion de poussée dans laquelle la structure fixe et une extrémité amont de la paroi radialement interne reculée du capot mobile d’inverseur laissent apparaître entre elles une ouverture de passage d’air à travers la veine secondaire, l’inverseur de poussée comprenant également au moins une membrane d’obturation de la veine secondaire, conçue pour dévier au moins une partie du flux secondaire vers l’ouverture de passage, ainsi que des moyens de déploiement et de retrait de la membrane dans et en dehors de la veine secondaire.

Selon l’invention, les moyens de déploiement et de retrait de la membrane comprennent :

- un premier câble d’entraînement de la membrane ; et

- un organe de renvoi du premier câble, monté sur la paroi de délimitation radialement interne de la veine secondaire.

De plus, en position avancée de poussée directe :

- une première partie du premier câble, qui ressort de l’organe de renvoi, est raccordée à une première extrémité de membrane ; et

- une seconde partie du premier câble, qui ressort de l’organe de renvoi, est raccordée au capot mobile d’inverseur.

Grâce à la conception spécifique à la présente invention, c’est le capot mobile tirant sur le premier câble qui fait plonger la membrane d’obturation dans la veine secondaire. Par conséquent, en configuration d’inversion de poussée, la position de la première extrémité de membrane s’avère plus précisément déterminable. Cet avantage résulte du fait que la position précise de la première extrémité de membrane dépend directement de paramètres aisément contrôlables, comme la longueur du premier câble et la position de l’organe de renvoi sur la paroi de délimitation radialement interne de la veine secondaire.

L’invention s’inscrit également dans le cadre de recherches technologiques visant à améliorer de manière très significative les performances des aéronefs. En ce sens, elle contribue à la réduction de leur impact environnemental, ici par l’emploi de membranes d’obturation légères et peu encombrantes, et également par le remplacement des bielles déploiement par des moyens plus légers et générant moins de perturbations aérodynamiques sur le flux secondaire, en configuration de poussée directe.

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

De préférence, la seconde partie du premier câble est raccordée à l’un des éléments suivants du capot mobile d’inverseur :

- la paroi radialement interne participant à la délimitation radialement externe de la veine secondaire ;

- une paroi radialement externe destinée à être épousée par un flux d’air extérieur ;

- un élément de guidage du capot mobile d’inverseur.

Le dernier cas peut être préféré, car les éléments de guidage du capot sont habituellement métalliques, au contraire des parois interne et externe généralement en matériau composite, donc plus sujettes à déformations sous contraintes.

De préférence, la seconde partie du premier câble est raccordée au capot mobile d’inverseur :

- de manière directe, par une seconde extrémité du premier câble fixée au capot mobile d’inverseur ; ou

- de manière indirecte, par un second câble d’entraînement de la membrane disposant d’une première extrémité raccordée à une seconde extrémité du premier câble, le second câble disposant d’une seconde extrémité fixée sur le capot mobile d’inverseur.

De préférence, dans le cas d’un raccordement de manière directe entre la seconde partie du premier câble et le capot mobile d’inverseur, les moyens de déploiement et de retrait de la membrane comprennent un organe de guidage de la seconde partie du premier câble, l’organe de guidage étant monté sur la structure fixe de l’inverseur, et agencé entre l’organe de renvoi et la seconde extrémité du premier câble. Cette solution se révèle avantageusement facile à mettre en œuvre, avec seulement le premier câble reliant directement le capot mobile et la membrane, complété par des organes de guidage et de renvoi de ce câble.

De préférence, dans l’autre cas d’un raccordement de manière indirecte entre la seconde partie du premier câble et le capot mobile d’inverseur, la seconde extrémité du premier câble et la première extrémité du second câble sont raccordées l’une à l’autre par un réducteur monté sur la structure fixe de l’inverseur. Ce réducteur offre avantageusement un degré de liberté supplémentaire dans le contrôle du déplacement de la membrane d’obturation à l’intérieur de la veine secondaire.

De préférence, la première partie du premier câble comporte une première extrémité du premier câble, qui est fixée à la première extrémité de membrane.

Les moyens décrits ci-dessus peuvent être dupliqués de manière à être répartis circonférentiellement, et en étant préférentiellement indépendants les uns des autres en coopérant respectivement avec des points distincts de la première extrémité de membrane, espacés les uns des autres selon la direction circonférentielle.

Selon une autre réalisation possible, éventuellement combinable avec la précédente, deux dispositifs espacés circonférentiellement l’un de l’autre interagissent l’un avec l’autre, par exemple en étant agencés pour coopérer avec deux points opposés d’extrémité circonférentielle de la première extrémité de membrane.

Pour ce faire, il est préférentiellement prévu que l’inverseur comporte deux premiers câbles d’entraînement de la membrane, chacun coopérant avec son organe de renvoi associé, les deux premiers câbles étant espacés circonférentiellement l’un de l’autre, et ladite première partie de chacun de ces deux premiers câbles étant raccordée à la première extrémité de membrane respectivement en deux points de celle-ci espacés circonférentiellement l’un de l’autre, les moyens de déploiement et de retrait de la membrane comportant un câble de sollicitation de la première extrémité de membrane vers la paroi de délimitation radialement interne de la veine secondaire, le câble de sollicitation cheminant circonférentiellement le long de la première extrémité de membrane entre lesdits deux points, les deux extrémités opposées du câble de sollicitation étant raccordées au niveau de ces deux points respectivement aux premières parties des deux premiers câbles, de préférence de sorte que le câble de sollicitation et les deux premiers câbles forment un même et unique câble. Cette configuration est avantageusement simple à mettre en œuvre.

De préférence, une seconde extrémité de membrane, opposée à la première extrémité de membrane, est fixée à un cadre arrière de support d’une structure de redirection du flux d’air secondaire vers l’amont. A cet égard, il est noté que cette structure de redirection peut être formée par une ou plusieurs grilles d’inversion de poussée, et/ou par une ou plusieurs structures souples de redirection du flux d’air secondaire vers l’amont, telle qu’une membrane.

De préférence, l’inverseur de poussée comprend, solidaire de la structure fixe de l’inverseur, une telle structure de redirection du flux d’air secondaire vers l’amont, qui peut donc être formée par une ou plusieurs grilles d’inversion de poussée, et/ou par une ou plusieurs structures souples de redirection du flux d’air secondaire vers l’amont. Ainsi, en position avancée de poussée directe de la structure mobile, la ou les grilles d’inversion se trouvent préférentiellement dans une cavité du capot mobile, en étant isolées de la veine secondaire par la paroi radialement interne du capot d’inverseur. Comme évoqué ci-dessus, il est noté que les grilles pourraient être remplacées, ou prévues en combinaison, avec une ou plusieurs structures souples du type membrane, pour rediriger le flux d’air secondaire vers l’amont.

De préférence, en position avancée de poussée directe :

- la première partie du premier câble ressort de l’organe de renvoi du côté aval de ce dernier ; et

- la seconde partie du premier câble ressort de l’organe de renvoi du côté amont de ce dernier.

Une configuration inversée peut néanmoins être envisagée pour la disposition des première et seconde parties du premier câble, sans sortir du cadre de l’invention.

Enfin, l’invention a également pour objet un ensemble propulsif pour aéronef, comprenant une turbomachine et une nacelle comportant au moins un capot de soufflante, ainsi qu’un inverseur de poussée tel que décrit ci-dessus.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.

La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels :

est une demi-vue schématique en coupe longitudinale d’un ensemble propulsif, comprenant un inverseur de poussée, représenté en configuration de poussée directe ;

est une demi-vue schématique en coupe longitudinale de l’inverseur équipant l’ensemble propulsif montré sur la , plus détaillé et se présentant sous la forme d’un premier mode de réalisation préféré de l’invention, avec l’inverseur représenté en configuration de poussée directe ;

est une demi-vue schématique de l’inverseur montré sur la , représenté en configuration d’inversion de poussée ;

est une vue en coupe transversale de l’inverseur montré sur les figures 2 et 3, représenté en configuration de poussée directe ;

est une vue en coupe transversale de l’inverseur montré sur la , représenté en configuration d’inversion de poussée ;

est une demi-vue schématique en coupe longitudinale similaire à celle de la , avec l’inverseur se présentant sous la forme d’un second mode de réalisation préféré de l’invention, et représenté en configuration de poussée directe ;

est une demi-vue schématique de l’inverseur montré sur la , représenté en configuration d’inversion de poussée ;

est une vue en coupe transversale de l’inverseur montré sur la , représenté en configuration de poussée directe ;

est une vue en coupe transversale de l’inverseur similaire à celle de la , avec l’inverseur se présentant sous la forme d’un troisième mode de réalisation préféré de l’invention, et représenté en configuration de poussée directe ;

est une vue en coupe transversale de l’inverseur montré sur la , représenté en configuration d’inversion de poussée ;

sont des vues schématiques représentant le déploiement de la membrane d’obturation de l’inverseur selon le troisième mode de réalisation préféré de l’invention, au cours de différents stades de ce déploiement ;

est une demi-vue schématique en coupe longitudinale similaire à celle de la , avec l’inverseur se présentant sous la forme d’un quatrième mode de réalisation préféré de l’invention, et représenté en configuration de poussée directe ;

est une vue schématique en perspective du réducteur mis en œuvre dans l’inverseur montré sur la figure précédente ;

est une vue en coupe longitudinale du réducteur montré sur la figure précédente ; et

est une vue en coupe longitudinale similaire à celle de la précédente, selon un autre plan de coupe.

Description détaillée de modes de réalisation

Il est représenté sur la un 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. Ce tronçon est également dénommée IFS, de l’anglais « Inner Fixed Structure ».

Radialement vers l’extérieur, la veine secondaire 21B est délimitée par le carter de soufflante 11, et, dans la configuration de la , 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 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.

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.

Ici, la structure fixe 31 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. 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, l’inverseur 30 présentant 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 / se 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 », connue sous l’appellation anglo-saxonne « O-Duct ».

Chaque capot mobile d’inverseur 33 comporte une paroi radialement externe 50, formant une surface aérodynamique extérieure de l’inverseur et de la nacelle, cette surface étant épousée par l’air extérieur. Chaque capot 33 comprend également 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 de la virole extérieure 40 du carter intermédiaire. Les deux parois 50, 52 définissent une cavité 54 de préférence ouverte axialement vers l’avant, à l’extrémité amont du capot d’inverseur 33.

La montre l’inverseur 30 dans une configuration de poussée directe vers l’avant, dite « 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.

Le maintien du capot mobile 33 dans la position avancée de poussée directe est assuré par des moyens de verrouillage de ce capot sur la structure fixe 31 de l’inverseur. Ces moyens commandés de verrouillage (non représentés) sont conventionnels, donc ils ne seront pas davantage décrits. A titre d’exemple indicatif, il peut être mis en œuvre des verrous actifs capables de déverrouiller sous charge pour contrer l’effort de compression d’un joint entre la structure mobile et le bord de déviation. Ce type de verrou peut en effet surcomprimer le joint, pour qu’ensuite le déverrouillage puisse être commandé.

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 la , 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 la cavité 54 des capots d’inverseur 33, en étant isolées de la veine secondaire 21B par la paroi radialement interne 52 de ces capots coulissant 29 d’inverseur. Cette paroi 52, formant la paroi externe de la veine secondaire, 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 la , il est montré que le panneau acoustique interne reculé 52 des capots d’inverseur laisse apparaître en amont une ouverture de passage 56 de la veine secondaire 21B vers les grilles de déviation 32. L’ouverture 56 est donc également délimitée vers l’amont par le bord de déviation 46B, qui s’évase radialement vers l’extérieur en allant vers l’arrière, pour canaliser 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. A l’aval, l’ouverture de passage 56 est délimitée en particulier par l’extrémité amont 52a de la paroi radialement interne 52.

Afin de dévier au moins une partie du flux secondaire 20B 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 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 tous les capots de l’inverseur 33. Il est cependant noté qu’outre la possibilité de prévoir plusieurs membranes 58, un ou plusieurs volets rigides d’obturation, plus conventionnels, pourraient être prévus en association avec cette / ces membranes, par exemple en alternance dans la direction circonférentielle.

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. 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.

Il est rappelé que dans un inverseur à grilles classique, la structure mobile coulisse par rapport à la structure fixe par l’intermédiaire d’un système rail/ glissière qui guide la structure mobile de l’avant vers l’arrière lors de la phase d’ouverture de l’inverseur, et de l’arrière vers l’avant lors de la phase de fermeture. Un effort vers l’arrière appliqué sur la structure mobile de l’inverseur engendre donc son déplacement vers l’arrière, par rapport à la structure fixe. Cet effort est habituellement généré par des actionneurs conventionnels comme des vérins ou vis à billes.

Toujours en référence aux figures 1 à 5 représentant un premier mode de réalisation préféré de l’invention, la membrane 58 présente deux extrémités opposées, à savoir une première extrémité 58a se raccordant à des moyens spécifiques 62 de déploiement et de retrait de la membrane, qui seront décrits ci-après, ainsi qu’une seconde extrémité 58b fixée à un cadre arrière 60 de support des grilles 32. Ce support est annulaire ou en forme de tronçon annulaire reliant en effet l’extrémité arrière de plusieurs grilles adjacentes. Dans le cas où les grilles sont remplacées ou prévues en combinaison avec une ou plusieurs structures souples de redirection du flux d’air secondaire vers l’amont, telle qu’une membrane déployable, la seconde extrémité de membrane 58b peut alors être fixée sur un cadre arrière de support de cette / ces structures souples de redirection du flux.

Concernant la première extrémité de membrane 58a, elle se trouve donc raccordée à un ou plusieurs dispositifs 61 formant conjointement les moyens 62 de déploiement et de retrait de la membrane, spécifiques à la présente invention. Ces dispositif 62 sont espacés circonférentiellement les uns des autres, par exemple répartis de manière régulière tout le long de la première extrémité de membrane 58a, selon la direction circonférentielle 63. Il s’agit d’un nombre de dispositifs 61, dits dispositifs de déploiement et de retrait de la membrane, par exemple compris entre trois et sept.

Néanmoins, dans la suite de la description de ce premier mode de réalisation préféré de l’invention, il ne sera décrit qu’un seul dispositif 61, étant entendu que la conception des autres dispositifs est identique ou similaire, de même que leur coopération avec les éléments environnants.

Le dispositif 61 comporte tout d’abord un premier câble 64 d’entraînement de la membrane 58. Dans ce premier mode de réalisation, le dispositif 61 ne comporte qu’un seul câble, à savoir donc le premier câble d’entraînement 64 qui s’enroule autour d’un organe de renvoi 66, monté sur la paroi 18 de délimitation radialement interne de la veine secondaire. Cet organe de renvoi 66, de préférence en forme de poulie d’axe de rotation localement parallèle ou sensiblement parallèle à la direction circonférentielle 63, est de préférence implanté sur la paroi 18 axialement au même niveau ou à proximité de celui où se situe le cadre de support avant 46 des grilles 32. Pour limiter les perturbations aérodynamiques sur le flux secondaire, la poulie de renvoi 66 peut être en tout ou partie « enterrée » / « noyée » dans la paroi 18.

En configuration de poussée directe telle que montrée sur la , le premier câble 64 est renvoyé radialement dans le sens opposé par la poulie de renvoi 66, faisant subir à ce câble un angle d’environ 180°. De part et d’autre de la poulie 66, le câble définit une première et une seconde parties de câble, référencées respectivement 64a et 64b. Il s’agit tout d’abord d’une première partie aval 64a, qui ressort de la poulie de renvoi 66 du côté aval de celle-ci en rapport à la direction du flux secondaire 20B en poussée directe. Cette première partie aval 64a, encore dénommée brin aval du premier câble 64, traverse radialement la veine secondaire 21B, jusqu’à présenter une première extrémité de câble 68a fixée en un point à la première extrémité de membrane 58a.

Il s’agit ensuite d’une seconde partie amont 64b, qui ressort de la poulie de renvoi 66 du côté amont de celle-ci en rapport à la direction du flux secondaire 20B en poussée directe. Cette seconde partie amont 64b, encore dénommée brin amont du premier câble 64, traverse aussi radialement la veine secondaire, pour ensuite cheminer jusqu’à présenter une seconde extrémité de câble 68b fixée sur le capot mobile d’inverseur 33.

Dans ce premier mode de réalisation préféré à câble unique 64, le raccordement de la seconde partie amont 64b s’effectue donc directement sur le capot mobile 33, par une seconde extrémité 68b du premier câble fixée intérieurement à la paroi radialement externe 50 du capot coulissant 33.

En effet, après avoir traversé une ou plusieurs fois la structure fixe 31 de l’inverseur, la seconde partie 64b du premier câble 64 vient au contact d’un organe de guidage 70 en forme de poulie ou de bossage, avant d’être raccordé au capot 33 via la seconde extrémité de câble 68b. L’organe de guidage 70, agencé entre la poulie de renvoi 66 et la seconde extrémité de câble 68b, est implanté sur la structure fixe 31, préférentiellement sur ou à proximité du cadre avant 46 de support des grilles. La seconde partie de câble 64b vient en appui sur la partie amont de l’organe de guidage 70, pour y subir une déviation l’orientant vers l’aval. Ainsi, au niveau de cet organe de guidage 70, la seconde partie de câble 64b forme un angle obtus ouvert vers l’aval. Sur la , la totalité ou une très large proportion de la seconde partie de câble 64b se situe en amont de la première portion de câble 64b. Cependant, le raccordement de la seconde extrémité de câble 68b sur la paroi 50 du capot 33 pourrait s’effectuer plus en aval à l’intérieur de la cavité 54, sans sortir du cadre de l’invention. Dans tous les cas, au niveau de la poulie de renvoi 66, la seconde partie de câble 64b se situe bien en amont de la première partie de câble 64a, d’où son appellation « brin amont ».

Comme cela est visible sur les figures 2 et 4, lorsque la structure mobile 29 occupe sa position avancée de poussée directe, au moins 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 d’inverseur 33, dans la cavité 54. De préférence, la partie de la membrane 58 qui se trouve dans cette cavité 54 du capot d’inverseur 33, recouvre radialement l’intégralité de la longueur des grilles 32. De ce fait, lorsque la structure mobile 29 adopte sa position avancée de poussée directe, la première extrémité 58a de la membrane 58 est pincée entre l’extrémité amont 52a de la paroi 52, 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.

Lors d’un déplacement du capot mobile 33 vers l’aval, opéré pour passer de la position avancée de poussée directe à la position d’inversion de poussée, le premier câble 64 entraîné vers l’aval par le capot 33 tire sur la membrane 58, via sa première extrémité 68a. Cela conduit la première extrémité 58a de cette membrane à plonger radialement vers l’intérieur dans la veine secondaire 21B, en même temps qu’elle est progressivement libérée de la cavité 54, du fait du déplacement vers l’aval du capot 33 qui s’éloigne des grilles 32.

Comme cela est visible sur la , lorsque la structure mobile 29 occupe sa position reculée d’inversion de poussée, 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 33, 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. Il est cependant à noter que selon l’étendue de la course axiale de l’inverseur, la membrane 58 peut ne plus être en contact avec le panneau interne acoustique 52 dans la position totalement déployée de l’inverseur, où le capot 33 est dans sa position la plus reculée. Dans une telle configuration (non représentée), la membrane 58 se trouve ainsi en amont et à distance de l’extrémité amont 52a de la paroi 52 du capot d’inverseur. L’option avec contact correspond à une course minimisée de l’inverseur, tandis que l’option sans contact correspond en général à une forme de membrane plus lisse en jet inversé, donc plus performante d’un point de vue aérodynamique.

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 une partie de l’ouverture axiale amont de la cavité 54. L’autre partie située radialement vers l’intérieur obture quant à elle au moins une partie de la veine secondaire 21B, déviant de la sorte au moins une partie du flux secondaire 20B vers l’ouverture de passage 56 en direction des grilles 32, comme cela est visible sur la .

Lors de la phase de fermeture de l’inverseur, la paroi interne 52 du capot avance vers l’amont, ce qui conduit à faire rentrer la membrane 58 dans la cavité interne 54, sous les grilles 32. En parallèle, la membrane 58 tire sur la première extrémité 68a du premier câble 64, ce qui permet de faire tourner ce dernier autour de la poulie 66 car dans le même temps, sa seconde extrémité 68b est également déplacée vers l’amont en raison de l’avancée progressive du capot 33.

Le raccordement de la seconde extrémité 68b du premier câble 64 peut être effectué sur un autre élément du capot mobile 33, par exemple sa paroi radialement interne 52. Une autre possibilité, prenant la forme d’un second mode de réalisation préféré de l’invention, consiste à fixer la seconde extrémité 68b du premier câble 64 sur un élément de guidage en translation du capot 33. Cet élément de guidage prend de préférence la forme d’un rail ou d’une glissière 72 qui guide le capot mobile 33 de l’avant vers l’arrière lors de la phase d’ouverture de l’inverseur, et inversement lors de la phase de fermeture. De préférence, la fixation de la seconde extrémité de câble 68b s’effectue sur une extrémité axiale amont du rail 72.

Le second mode de réalisation préféré de l’invention est représenté sur les figures 6, 7 et 7A. Sur ces figures, les éléments qui portent les mêmes références numériques que celles portées sur les figures 1 à 5 relatives au premier mode, correspondent à des éléments identiques ou similaires. Il en est de même pour les autres modes de réalisation qui seront décrits ci-après.

De préférence, un dispositif 61 est prévu au niveau d’une extrémité circonférentielle du capot 33, pour coopérer avec le rail de guidage 72 qui se trouve agencé sur cette extrémité circonférentielle de capot. Il en est de même avec un autre dispositif 61, prévu au niveau de l’autre extrémité circonférentielle opposée du capot 33, pour coopérer avec un autre rail de guidage 72. Dans le cas préféré où chaque capot mobile 33 présente une forme générale de demi-cylindre schématisée sur la , les deux dispositifs 61 spécifiques au second mode de réalisation se trouvent alors par exemple agencés respectivement dans des positions horaires à 12h et à 6h, ou à proximité de ces positions. C’est en effet dans ces positions horaires que les deux rails 72 coopèrent avec des poutres fixes longitudinales de l’ensemble propulsif, respectivement une poutre supérieure 74 et une poutre inférieure 76.

L’avantage de cette disposition réside dans le fait de pouvoir introduire des efforts dans les rails 72, habituellement métalliques, et donc moins déformables que les parois 50, 52 généralement réalisées en matériau composite.

Entre les deux dispositifs 61 situés aux extrémités circonférentielles du capot mobile 33, il peut être prévu un ou plusieurs autres dispositifs additionnels 61 répartis selon la direction circonférentielle 63 pour entraîner la membrane 58 dans la veine. Ces dispositifs additionnels 63 sont préférentiellement du type de ceux décrits dans le premier mode de réalisation préféré, en référence aux figures 1 à 5.

Un troisième mode de réalisation préféré de l’invention est représenté sur les figures 8, 9 et 10A à 10C. Dans ce troisième mode, les deux dispositifs 61 du second mode, prévus aux deux extrémités circonférentielles du capot mobile 33 et de la membrane 58, sont conservés. Cependant, au lieu d’être indépendants l’un de l’autre en coopérant avec deux points espacés de la première extrémité de membrane 58a, ces deux dispositifs de déploiement 61 interagissent l’un avec l’autre, en partageant le même câble, comme cela va être décrit ci-dessous.

En effet, comme cela ressort de la description du second mode de réalisation préféré, la première partie 64a de chacun des deux premiers câbles 64, appartenant respectivement aux deux dispositifs 61, est raccordée à la première extrémité de membrane 58a. Les deux raccordements avec cette première extrémité de membrane 58 s’opèrent ainsi en deux points de celle-ci, correspondant respectivement aux deux extrémités circonférentielles opposées, référencées 78 sur les figures 9 à 10C.

En plus de ces deux premiers câbles 64, les moyens de déploiement et de retrait 62 comportent un câble 80 de sollicitation de la première extrémité de membrane 58a vers la paroi 18. Ce câble de sollicitation 80 chemine circonférentiellement le long de la première extrémité de membrane 58a, par exemple dans un fourreau de celle-ci, entre les deux points précités 78. Les deux extrémités du câble de sollicitation 80, opposées selon la direction circonférentielle 63, sont raccordées au niveau de ces deux points, respectivement aux deux premières extrémités de câble 68a. De préférence, ces raccordements sont tels que le câble de sollicitation 80 et les deux premiers câbles 64 forment un même et unique câble. Ce câble commun aux deux dispositifs 61 peut donc être continu entre les deux secondes extrémités 68b fixées sur les rails 72, sans matérialisation des raccordements précités.

Lors de l’ouverture de l’inverseur schématisée sur les figures 10A à 10C, le déplacement du capot mobile 33 a pour conséquence de tirer sur les deux premiers câbles 64, qui eux-mêmes sollicitent le câble 80 conduisant l’ensemble de la première extrémité de membrane 58a à plonger vers l’intérieur, dans la veine secondaire.

Selon un quatrième mode de réalisation préféré de l’invention, combinable avec l’un quelconque des précédents modes, le premier câble 64 du dispositif de déploiement 61 ne s’étend plus jusqu’au capot mobile 33, mais il est prévu en association avec un second câble 84. Les figures 11 à 14 illustrent ce quatrième mode, dans lequel la seconde partie 64b du premier câble 64 est effectivement raccordée au capot mobile 33 de manière indirecte, par le second câble 84 d’entraînement de la membrane. Pour ce faire, le second câble 84 dispose d’une première extrémité 84a raccordée à la seconde extrémité 68b du premier câble 64, et d’une seconde extrémité 84b fixée sur le capot mobile 33, par exemple dans le fond aval de la cavité interne 54 de logement des grilles 32.

Le raccordement entre les extrémités de câble 68b, 84a peut prendre toute forme, mais préférentiellement, il est réalisé par l’intermédiaire d’un réducteur 86. Celui-ci est monté sur la structure fixe 31, par exemple en étant fixé sur ou à proximité du cadre avant de support 46, et/ou du bord de déviation 46B. Au niveau de ce réducteur 86, la jonction entre les premier et second câbles 64, 84 forme un angle ouvert vers l’aval en configuration de poussée directe montrée sur la . Il s’agit ici d’un angle proche de 90°, avec la seconde partie 64b du premier câble 64 orientée radialement ou sensiblement radialement, et avec le second câble 84 orienté axialement ou sensiblement axialement, par exemple cheminant entre deux grilles 32 jusque dans le fond de la cavité 54 du capot 33.

Le réducteur 86 permet de faire en sorte qu’au cours d’une ouverture ou d’une fermeture de l’inverseur, la course du premier câble 64 diffère de la course du second câble 84. Pour ce faire, le réducteur 86 peut présenter un premier enrouleur 88 et un second enrouleur 90 solidaires en rotation, selon un axe 92 parallèle ou sensiblement parallèle localement à la direction circonférentielle 63.

Avec cette conception, dans le cas par exemple où il est recherché une course du premier câble 64 inférieure à la course du second câble 84, ce dernier est alors enroulé sur le second enrouleur 90 présentant un plus grand diamètre que celui du premier enrouleur 88, sur lequel s’enroule le premier câble 64.

Aussi, pendant le déplacement du capot mobile 33 vers sa position avancée de poussée directe, le second câble 84 qui se déroule depuis un plus grand diamètre d’enrouleur va plus vite que le premier câble 64 qui s’enroule autour d’un enrouleur de plus petit diamètre. A cet égard, dans cette conception à réducteur 86 permettant d’appliquer des vitesses de déplacement différentes pour les deux câbles 64, 84 au cours d’une même phase d’ouverture ou de fermeture du capot 33, il est noté que des moyens élastiques de rappel, par exemple du type ressort, peuvent être mis en œuvre pour faciliter les enroulements de ces câbles.

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 « C » ou en « O ». En outre, si les modes de réalisation préférés décrits ci-dessus concernent une conception d’inverseur à grilles de déviation fixes, ces grilles peuvent alternativement être intégrées à la structure mobile de l’inverseur.

Claims (10)

1. Inverseur de poussée (30) pour ensemble propulsif d’aéronef, l’inverseur comprenant une structure fixe (31) équipée d’une paroi de délimitation radialement interne (18) d’une veine secondaire (21B) de l’ensemble propulsif destinée à être traversée par un flux secondaire (20B), l’inverseur comprenant également une structure mobile (29) comprenant au moins un capot mobile d’inverseur (33) équipé d’une paroi radialement interne (52) participant à la délimitation radialement externe de la veine secondaire (21B), la structure mobile étant déplaçable par rapport à la structure fixe entre une position avancée de poussée directe, et une position reculée d’inversion de poussée dans laquelle la structure fixe et une extrémité amont (52a) de la paroi radialement interne reculée du capot mobile d’inverseur laissent apparaître entre elles une ouverture (56) de passage d’air à travers la veine secondaire, l’inverseur de poussée comprenant également au moins une membrane (58) d’obturation de la veine secondaire, conçue pour dévier au moins une partie du flux secondaire vers l’ouverture de passage (56), ainsi que des moyens (62) de déploiement et de retrait de la membrane dans et en dehors de la veine secondaire,
   caractérisé en ce que les moyens (62) de déploiement et de retrait de la membrane (58) comprennent :
   - un premier câble (64) d’entraînement de la membrane ; et
   - un organe (66) de renvoi du premier câble, monté sur la paroi de délimitation radialement interne (18) de la veine secondaire,
   et en ce qu’en position avancée de poussée directe :
   - une première partie du premier câble (64a), qui ressort de l’organe de renvoi (66), est raccordée à une première extrémité de membrane (58a) ; et
   - une seconde partie du premier câble (64b), qui ressort de l’organe de renvoi (66), est raccordée au capot mobile d’inverseur (33).
2. Inverseur de poussée selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde partie (64b) du premier câble (64) est raccordée à l’un des éléments suivants du capot mobile d’inverseur (33) :
   - la paroi radialement interne (52) participant à la délimitation radialement externe de la veine secondaire ;
   - une paroi radialement externe (50) destinée à être épousée par un flux d’air extérieur ;
   - un élément de guidage (72) du capot mobile d’inverseur.
3. Inverseur de poussée selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde partie (64b) du premier câble (64) est raccordée au capot mobile d’inverseur :
   - de manière directe, par une seconde extrémité (68b) du premier câble fixée au capot mobile d’inverseur ; ou
   - de manière indirecte, par un second câble (84) d’entraînement de la membrane disposant d’une première extrémité (84a) raccordée à une seconde extrémité (68b) du premier câble (64), le second câble (84) disposant d’une seconde extrémité (84b) fixée sur le capot mobile d’inverseur.
4. Inverseur de poussée selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le cas d’un raccordement de manière directe entre la seconde partie (64b) du premier câble (64) et le capot mobile d’inverseur (33), les moyens de déploiement et de retrait de la membrane (62) comprennent un organe de guidage (70) de la seconde partie (64b) du premier câble, l’organe de guidage (70) étant monté sur la structure fixe (31) de l’inverseur, et agencé entre l’organe de renvoi (66) et la seconde extrémité (68b) du premier câble.
5. Inverseur de poussée selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le cas d’un raccordement de manière indirecte entre la seconde partie (64b) du premier câble (64) et le capot mobile d’inverseur (33), la seconde extrémité (68b) du premier câble et la première extrémité (84a) du second câble sont raccordées l’une à l’autre par un réducteur (86) monté sur la structure fixe de l’inverseur (31).
6. Inverseur de poussée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (64a) du premier câble (64) comporte une première extrémité (68a) du premier câble, qui est fixée à la première extrémité de membrane (58a).
7. Inverseur de poussée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte deux premiers câbles (64) d’entraînement de la membrane, chacun coopérant avec son organe de renvoi associé (66), les deux premiers câbles étant espacés circonférentiellement l’un de l’autre, et ladite première partie (64a) de chacun de ces deux premiers câbles (64) étant raccordée à la première extrémité de membrane (58a) respectivement en deux points (78) de celle-ci espacés circonférentiellement l’un de l’autre, et en ce que les moyens de déploiement et de retrait de la membrane (62) comportent un câble (80) de sollicitation de la première extrémité de membrane (58a) vers la paroi de délimitation radialement interne (18) de la veine secondaire, le câble de sollicitation (80) cheminant circonférentiellement le long de la première extrémité de membrane (58a) entre lesdits deux points (78), les deux extrémités opposées du câble de sollicitation (80) étant raccordées au niveau de ces deux points (78) respectivement aux premières parties (64a) des deux premiers câbles (64), de préférence de sorte que le câble de sollicitation (80) et les deux premiers câbles (64) forment un même et unique câble.
8. Inverseur de poussée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une seconde extrémité de membrane (58b), opposée à la première extrémité de membrane (58a), est fixée à un cadre arrière (60) de support d’une structure (32) de redirection du flux d’air secondaire vers l’amont.
9. Inverseur de poussée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’en position avancée de poussée directe :
   - la première partie du premier câble (64a) ressort de l’organe de renvoi (66) du côté aval de ce dernier ; et
   - la seconde partie du premier câble (64b) ressort de l’organe de renvoi (66) du côté amont de ce dernier.
10. Ensemble propulsif (1) pour aéronef, comprenant une turbomachine (2) et une nacelle (3) comportant au moins un capot de soufflante (14), ainsi qu’un inverseur de poussée (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes.