FR3061239A1 - AIRBORNE TURBOPROPOWER OF A TYPE OF SHAFT WITH ELECTRIC GENERATOR - Google Patents
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Abstract
L'objet principal de l'invention est un turbopropulseur (1) d'aéronef de type à arbre d'hélice (2) déporté, comportant un arbre d'hélice (2) et un moteur comprenant une turbine à gaz (3), ladite turbine à gaz (3) comportant un arbre de turbine (4) s'étendant parallèlement à l'arbre d'hélice (2) et comprenant une extrémité arrière accouplée à une extrémité arrière de l'arbre d'hélice (2) par l'intermédiaire d'un réducteur principal (6). Ce turbopropulseur (1) se caractérise en ce qu'il comporte des moyens de suspension (10, 12) du moteur à un pylône (13) fixé à une aile (14) de l'aéronef et en ce qu'il comporte en outre au moins un générateur électrique (20) dont une partie rotorique est entraînée en rotation par l'arbre d'hélice (2) et une partie statorique est supportée par le pylône (13).The main object of the invention is a turboprop propeller (1) of propeller shaft type (2) remote, comprising a propeller shaft (2) and a motor comprising a gas turbine (3), said gas turbine (3) having a turbine shaft (4) extending parallel to the propeller shaft (2) and having a trailing end coupled to a rear end of the propeller shaft (2) by via a main reducer (6). This turboprop (1) is characterized in that it comprises means of suspension (10, 12) of the engine to a pylon (13) fixed to a wing (14) of the aircraft and in that it further comprises at least one electric generator (20), a rotor part of which is rotated by the propeller shaft (2) and a stator part is supported by the pylon (13).
Description
@ Titulaire(s) : SAFRAN AIRCRAFT ENGINES.@ Holder (s): SAFRAN AIRCRAFT ENGINES.
O Demande(s) d’extension :O Extension request (s):
Mandataire(s) : BREVALEX Société à responsabilité limitée.Agent (s): BREVALEX Limited liability company.
*54) TURBOPROPULSEUR D'AERONEF DE TYPE A ARBRE DEPORTE COMPORTANT UN GENERATEUR ELECTRIQUE.* 54) AIRCRAFT TURBOPROPELLER OF TYPE WITH SHAFT COMPRISING AN ELECTRIC GENERATOR.
FR 3 061 239 - A1 (57) L'objet principal de l'invention est un turbopropulseur (1) d'aéronef de type à arbre d'hélice (2) déporté, comportant un arbre d'hélice (2) et un moteur comprenant une turbine à gaz (3), ladite turbine à gaz (3) comportant un arbre de turbine (4) s'étendant parallèlement à l'arbre d'hélice (2) et comprenant une extrémité arrière accouplée à une extrémité arrière de l'arbre d'hélice (2) par l'intermédiaire d'un réducteur principal (6). Ce turbopropulseur (1) se caractérise en ce qu'il comporte des moyens de suspension (10, 12) du moteur à un pylône (13) fixé à une aile (14) de l'aéronef et en ce qu'il comporte en outre au moins un générateur électrique (20) dont une partie rotorique est entraînée en rotation par l'arbre d'hélice (2) et une partie statorique est supportée par le pylône (13).FR 3 061 239 - A1 (57) The main object of the invention is a turboprop (1) of an aircraft type with a propeller shaft (2) offset, comprising a propeller shaft (2) and a motor comprising a gas turbine (3), said gas turbine (3) comprising a turbine shaft (4) extending parallel to the propeller shaft (2) and comprising a rear end coupled to a rear end of the 'propeller shaft (2) via a main reduction gear (6). This turboprop (1) is characterized in that it comprises means for suspending (10, 12) the engine from a pylon (13) fixed to a wing (14) of the aircraft and in that it further comprises at least one electric generator (20) of which a rotor part is driven in rotation by the propeller shaft (2) and a stator part is supported by the pylon (13).
TURBOPROPULSEUR D'AÉRONEF DE TYPE À ARBRE DÉPORTÉ COMPORTANT UN GÉNÉRATEUR ÉLECTRIQUEREMOTE SHAFT TYPE AIRCRAFT TURBOPROPELLER HAVING AN ELECTRIC GENERATOR
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention se rapporte au domaine général des turbomachines, et plus particulièrement à une conception d'installation d'un générateur électrique sur un turbopropulseur d'aéronef du type à arbre de puissance (ou arbre d'hélice) dit « déporté », c'est-à-dire s'étendant à côté d'un arbre de turbine de la turbomachine et non dans son prolongement.The present invention relates to the general field of turbomachinery, and more particularly to an installation design of an electric generator on an aircraft turboprop of the type with power shaft (or propeller shaft) called "offset", c that is to say extending next to a turbine shaft of the turbomachine and not in its extension.
L'invention concerne plus précisément un turbopropulseur d'aéronef de type à arbre d'hélice déporté comportant un générateur électrique monté sur l'arbre d'hélice déporté, un ensemble et un aéronef comportant un tel turbopropulseur, ainsi qu'un procédé de dépose du moteur d'un tel turbopropulseur.The invention relates more specifically to an aircraft turboprop of the deported propeller shaft type comprising an electric generator mounted on the deported propeller shaft, an assembly and an aircraft comprising such a turboprop, as well as a removal method. of the engine of such a turboprop.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEUREPRIOR STATE OF THE ART
Dans toute la description, il est noté que les termes amont et aval, ou encore respectivement avant et arrière, sont à considérer par rapport à une direction principale F d'écoulement normal des gaz (de l'amont vers l'aval) pour un turbopropulseur 1.Throughout the description, it is noted that the terms upstream and downstream, or respectively front and rear, are to be considered with respect to a main direction F of normal gas flow (from upstream to downstream) for a turboprop 1.
Un turbopropulseur est un moteur d'aéronef comprenant une hélice de propulsion mue par une turbine à gaz, et dont la poussée principale est obtenue uniquement par la rotation de cette hélice.A turboprop is an aircraft engine comprising a propeller propelled by a gas turbine, and whose main thrust is obtained only by the rotation of this propeller.
Selon une première architecture connue de turbopropulseur, l'arbre de turbine à gaz est accouplé à son extrémité avant à un arbre d'hélice par un réducteur principal également appelé réducteur d'hélice ou boîte de transmission de puissance, usuellement désigné par l'acronyme PGB (pour « Power Gear Box » ou également « Propeller Gear Box » en anglais), comprenant, par exemple, deux trains de réduction épicycloïdaux, de sorte que l'arbre d'hélice s'étend dans le prolongement de l'arbre de turbine. La suspension avant, comprenant des plots souples permettant de filtrer certaines vibrations issues de l'hélice, est alors montée sur le réducteur principal.According to a first known architecture of a turboprop, the gas turbine shaft is coupled at its front end to a propeller shaft by a main reducer also called propeller reducer or power transmission box, usually designated by the acronym PGB (for "Power Gear Box" or also "Propeller Gear Box" in English), comprising, for example, two planetary reduction trains, so that the propeller shaft extends in the extension of the shaft turbine. The front suspension, comprising flexible studs making it possible to filter certain vibrations coming from the propeller, is then mounted on the main reduction gear.
Par ailleurs, selon une architecture particulière dite à turbine libre inversée, sur la base de cette première architecture, le boîtier d'accessoires, usuellement désigné par l'acronyme AGB (pour « Accessory Gear Box » en anglais), est alors accouplé à l'extrémité arrière de l'arbre de turbine. De cette façon, on obtient un ensemble compact dans lequel le boîtier d'accessoires reste assez facilement accessible pour toute opération de maintenance. Un boîtier d'accessoires permet de mettre en rotation des accessoires ou équipements additionnels comportant typiquement une ou des pompes à huile et à carburant, un démarreur et un alternateur.Furthermore, according to a particular architecture known as an inverted free turbine, on the basis of this first architecture, the accessory box, usually designated by the acronym AGB (for “Accessory Gear Box” in English), is then coupled to the rear end of the turbine shaft. In this way, a compact assembly is obtained in which the accessory box remains fairly easily accessible for any maintenance operation. An accessory box makes it possible to rotate additional accessories or equipment typically comprising one or more oil and fuel pumps, a starter and an alternator.
Le réducteur principal étant alors monté de façon très éloignée de l'aile de l'aéronef, son couple résistif impose d'avoir une structure de type berceau pour l'installation du turbopropulseur, c'est-à-dire une structure formée de cadres et de bielles, ou bien encore une structure de type hybride, c'est-à-dire une structure de type berceau avec pylône, permettant de reprendre les efforts de l'hélice et du réducteur principal pour les transmettre à l'aéronef.The main reducer then being mounted very far from the wing of the aircraft, its resistive torque requires having a cradle type structure for the installation of the turboprop, that is to say a structure formed of frames and connecting rods, or else a hybrid type structure, that is to say a cradle type structure with pylon, making it possible to take up the efforts of the propeller and the main reduction gear to transmit them to the aircraft.
Aussi, dans le but de minimiser les efforts transitant dans une telle structure vers l'aéronef, il est avantageux de prévoir le montage du réducteur principal à l'arrière du turbopropulseur et de transmettre la puissance à l'hélice par le biais d'un arbre de puissance déporté.Also, in order to minimize the forces passing through such a structure towards the aircraft, it is advantageous to provide the mounting of the main reducer at the rear of the turboprop engine and to transmit power to the propeller by means of a remote power shaft.
En conséquence, selon une deuxième architecture connue de turbopropulseur, celui-ci comporte un arbre de puissance (ou arbre d'hélice) déporté. Une architecture de turbomachine d'aéronef à arbre de puissance déporté se retrouve par exemple sur des moteurs pour hélicoptères, par exemple tels que ceux de la gamme Arriel de la société Turbomeca. Une structure de type berceau est généralement utilisée pour l'installation d'une telle turbomachine sur un aéronef.Consequently, according to a second known architecture of a turboprop, this comprises a remote power shaft (or propeller shaft). An aircraft turbomachine architecture with a remote power shaft is found for example on engines for helicopters, for example such as those of the Arriel range of the company Turbomeca. A cradle type structure is generally used for the installation of such a turbomachine on an aircraft.
Un exemple de réalisation selon cette deuxième architecture est illustré par le turbopropulseur 1 pour avion représenté de façon schématique en vue latérale sur la figure 1. L'arbre d'hélice 2 s'étend sur toute la longueur du turbopropulseur 1, et la turbine à gaz 3 s'étend le long de cet arbre d'hélice 2. Cette turbine à gaz 3 comporte un arbre de turbine 4 s'étendant selon un axe longitudinal, et un réducteur principal 6 est accouplé à l'extrémité arrière de cet arbre de turbine 4 et à l'extrémité arrière de l'arbre d'hélice 2. L'arbre de turbine 4 est prolongé en aval de la turbine à gaz 3 pour traverser une paroi d'une tuyère d'échappement et venir s'accoupler à la pignonnerie du réducteur principal. Le réducteur principal 6 est alors situé à l'arrière du turbopropulseur 1, c'est-àdire à son extrémité opposée à l'extrémité avant qui comporte l'hélice de propulsion 5.An exemplary embodiment according to this second architecture is illustrated by the turboprop 1 for aircraft shown diagrammatically in lateral view in FIG. 1. The propeller shaft 2 extends over the entire length of the turboprop 1, and the turbine gas 3 extends along this propeller shaft 2. This gas turbine 3 comprises a turbine shaft 4 extending along a longitudinal axis, and a main reduction gear 6 is coupled to the rear end of this shaft turbine 4 and at the rear end of the propeller shaft 2. The turbine shaft 4 is extended downstream of the gas turbine 3 to pass through a wall of an exhaust nozzle and come to mate with the main gear gearbox. The main reduction gear 6 is then located at the rear of the turboprop 1, that is to say at its end opposite to the front end which includes the propulsion propeller 5.
Comme visible sur la figure 1, l'extrémité avant de la turbine à gaz 3 est équipée d'une manche d'entrée d'air 7, par exemple sous la forme d'une paroi de révolution formée par un carter ou analogue entourant un axe longitudinal formé par l'arbre de turbine 4. D'autres formes de manche d'entrée d'air sont bien entendu possibles, et en particulier, l'ouverture amont de la conduite d'air formant la manche peut être décentrée vers le bas par rapport à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine de façon à ce que l'air entrant ne soit pas gêné par le moyeu de l'hélice. Le boîtier d'accessoires 8 est accolé à une partie inférieure d'un carter de la turbine à gaz 3, et comprend une pignonnerie entraînée par l'arbre de turbine 4.As can be seen in FIG. 1, the front end of the gas turbine 3 is equipped with an air inlet sleeve 7, for example in the form of a wall of revolution formed by a casing or the like surrounding a longitudinal axis formed by the turbine shaft 4. Other forms of air intake sleeve are of course possible, and in particular, the upstream opening of the air duct forming the sleeve can be offset towards the low relative to the longitudinal axis of the turbine shaft so that the incoming air is not obstructed by the propeller hub. The accessories box 8 is attached to a lower part of a casing of the gas turbine 3, and comprises a gearbox driven by the turbine shaft 4.
Cet entraînement est assuré classiquement par un arbre radial 9, perpendiculaire à l'arbre de turbine 4, et qui est accouplé à ce dernier par deux pignons coniques non visibles. L'arbre radial 9 traverse la paroi de la conduite d'air 7, ou le carter de la turbine à gaz 3, pour être accouplé à son autre extrémité au boîtier d'accessoires 8.This drive is conventionally provided by a radial shaft 9, perpendicular to the turbine shaft 4, and which is coupled to the latter by two non-visible bevel gears. The radial shaft 9 passes through the wall of the air duct 7, or the casing of the gas turbine 3, in order to be coupled at its other end to the accessory box 8.
Cet autre accouplement est assuré par un autre renvoi d'angle au moyen de deux autres pignons coniques pour entraîner au moins un arbre 19 d'entraînement d'un équipement monté sur le boîtier d'accessoires 8, qui s'étend parallèlement à l'arbre de turbine 4.This other coupling is ensured by another bevel gear by means of two other bevel gears to drive at least one shaft 19 for driving a piece of equipment mounted on the accessory box 8, which extends parallel to the turbine shaft 4.
Avec l'architecture du turbopropulseur 1 à arbre de puissance déporté de la figure 1, l'ensemble du turbopropulseur est classiquement installé dans une structure de type berceau, formée de cadres et de bielles. La dépose (ou démontage) du moteur entraîne généralement l'obligation de dégager l'ensemble du turbopropulseur par rapport au berceau, c'est-à-dire de déposer également l'hélice 5 et/ou le réducteur principal 6. Il serait cependant souhaitable de pouvoir déposer uniquement le moteur, c'est-à-dire de pouvoir laisser en place l'hélice et le réducteur principal lors de la dépose du moteur, voire également laisser en place au moins une partie des équipements habituellement installés sur le boîtier d'accessoires, notamment pour des raisons de diminution des opérations de maintenance et de sécurité.With the architecture of the turboprop 1 with a remote power shaft of FIG. 1, the entire turboprop is conventionally installed in a cradle type structure, formed of frames and connecting rods. The removal (or disassembly) of the engine generally entails the obligation to disengage the entire turboprop with respect to the cradle, that is to say also to deposit the propeller 5 and / or the main reduction gear 6. It would however be desirable to be able to remove only the motor, that is to say to be able to leave the propeller and the main reduction gear in place when removing the motor, or even also leave in place at least some of the equipment usually installed on the housing accessories, in particular for reasons of reduced maintenance and safety operations.
En outre, dans le cadre de l'architecture d'un turbopropulseur, il est classique de monter sur le boîtier d'accessoires un ou plusieurs générateurs électriques destinés à fournir de la puissance électrique à l'aéronef. Or, l'installation de tels générateurs électriques sur le boîtier d'accessoires entraîne une augmentation de la masse de l'ensemble du boîtier avec les équipements, et notamment un accroissement de la masse des câbles électriques de puissance du fait en particulier de l'éloignement du boîtier par rapport à l'interfaçage du câblage électrique avec l'avion. De plus, le boîtier d'accessoires est généralement supporté par le moteur, ce qui oblige à avoir des carters de moteur structurellement capables de reprendre cette masse.In addition, in the context of the architecture of a turboprop, it is conventional to mount on the accessory box one or more electrical generators intended to supply electrical power to the aircraft. However, the installation of such electric generators on the accessory box leads to an increase in the mass of the entire box with the equipment, and in particular an increase in the mass of the electric power cables due in particular to the distance from the box in relation to the interfacing of the electrical wiring with the aircraft. In addition, the accessory box is generally supported by the engine, which requires having engine housings structurally capable of taking up this mass.
Il est également à noter que la longueur de l'arbre d'hélice peut poser des problèmes de tenue mécanique, notamment de tenue aux modes vibratoires de l'arbre, auxquels il est souhaitable de remédier.It should also be noted that the length of the propeller shaft can pose mechanical resistance problems, in particular of resistance to the vibratory modes of the shaft, which it is desirable to remedy.
EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
L'invention a pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés ci-dessus et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur.The object of the invention is to at least partially remedy the needs mentioned above and the drawbacks relating to the embodiments of the prior art.
En particulier, l'invention vise à réduire la masse de la génération électrique dans le cas d'une architecture de turbopropulseur de type à arbre de puissance déporté, notamment la masse des câbles électriques de puissance des générateurs électriques, par le fait de rapprocher la génération électrique destinée à l'aéronef au plus près possible de l'interface entre le moteur et l'aéronef. De plus, l'invention vise à obtenir un degré de liberté pour optimiser la position du centre de gravité du moteur ainsi que les problèmes de tenue mécanique de l'arbre de transmission de puissance ou arbre d'hélice.In particular, the invention aims to reduce the mass of electric generation in the case of a turboprop architecture of the type with a remote power shaft, in particular the mass of electric power cables of electric generators, by bringing the electrical generation intended for the aircraft as close as possible to the interface between the engine and the aircraft. In addition, the invention aims to obtain a degree of freedom to optimize the position of the center of gravity of the engine as well as the problems of mechanical strength of the power transmission shaft or propeller shaft.
L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un turbopropulseur d'aéronef de type à arbre d'hélice déporté, comportant un arbre d'hélice et un moteur comprenant une turbine à gaz, ladite turbine à gaz comportant un arbre de turbine s'étendant parallèlement à l'arbre d'hélice et comprenant une extrémité arrière accouplée à une extrémité arrière de l'arbre d'hélice par l'intermédiaire d'un réducteur principal, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de suspension du moteur à un pylône fixé à une aile de l'aéronef et en ce qu'il comporte en outre au moins un générateur électrique dont une partie rotorique est entraînée en rotation par l'arbre d'hélice et une partie statorique est supportée par le pylône.According to one of its aspects, the invention thus relates to an aircraft turboprop of the type with a remote propeller shaft, comprising a propeller shaft and an engine comprising a gas turbine, said gas turbine comprising a turbine shaft extending parallel to the propeller shaft and comprising a rear end coupled to a rear end of the propeller shaft via a main reduction gear, characterized in that it comprises means for suspending the engine from a pylon fixed to a wing of the aircraft and in that it further comprises at least one electric generator, a rotor part of which is rotated by the propeller shaft and a stator part is supported by the pylon.
Grâce à l'invention, il est possible de minimiser les efforts transmis à la structure d'un aéronef. Il est ainsi possible d'obtenir un montage du réducteur principal optimal, notamment pratiquement au milieu de l'aile de l'aéronef, et en particulier proche du longeron avant de l'aile de l'aéronef, de sorte à pouvoir minimiser la masse de la structure de l'aéronef. De plus, grâce au concept d'installation conforme à l'invention, le démontage du moteur est facilité en laissant en place l'hélice et le réducteur principal, et en utilisant notamment les mêmes techniques que celles employées pour des turboréacteurs, en particulier des pièces de hissage montées sur le pylône. En outre, le fait d'employer un pylône permet également de venir fixer la nacelle sur celui-ci, et de ce fait d'avoir une nacelle comparable aux turboréacteurs, c'est-à-dire d'avoir une nacelle formée de deux demi-capots, ce qui facilite l'accès au moteur. En outre, le pylône peut le cas échéant permettre de servir de zone non feu pour protéger un équipement.Thanks to the invention, it is possible to minimize the forces transmitted to the structure of an aircraft. It is thus possible to obtain an optimal main reduction gear assembly, in particular practically in the middle of the wing of the aircraft, and in particular close to the front spar of the wing of the aircraft, so as to be able to minimize the mass. of the aircraft structure. In addition, thanks to the installation concept in accordance with the invention, the disassembly of the engine is facilitated by leaving the propeller and the main reduction gear in place, and in particular using the same techniques as those used for turbojets, in particular hoisting parts mounted on the pylon. In addition, the fact of using a pylon also makes it possible to fix the nacelle thereon, and therefore to have a nacelle comparable to turbojets, that is to say to have a nacelle formed by two half-covers, which facilitates access to the engine. In addition, the pylon can, if necessary, serve as a fire-resistant zone to protect equipment.
De plus, le montage du ou des générateurs électriques sur l'arbre d'hélice, c'est-à-dire l'arbre de transmission de puissance, permet d'améliorer l'opérabilité du turbopropulseur en prélevant la puissance mécanique nécessaire à l'entraînement du ou des générateurs électriques sur la turbine de puissance, puisque c'est elle qui entraîne l'arbre d'hélice par le biais du réducteur principal. Il est également possible de laisser en place le ou les générateurs électriques, et la ou les éventuelles pompes hydrauliques, sur l'aéronef lors de la dépose du moteur du turbopropulseur, ce qui facilite la maintenance. La masse des câbles électriques, et des éventuelles canalisations hydrauliques, est également minimisée, car fortement réduite en comparaison avec la configuration de la figure 1 dans laquelle un générateur électrique et une éventuelle pompe hydraulique sont raccordés à un boîtier d'accessoires 8 suspendu sous un carter de la turbine à gaz 3. Enfin, l'invention permet d'avoir un degré de liberté pour optimiser la position du centre de gravité de l'ensemble propulsif et ainsi minimiser les efforts transmis à l'aile de l'aéronef.In addition, the mounting of the electric generator (s) on the propeller shaft, that is to say the power transmission shaft, makes it possible to improve the operability of the turboprop engine by taking the mechanical power necessary for the drive of the electric generator (s) on the power turbine, since it is this which drives the propeller shaft through the main reducer. It is also possible to leave in place the electric generator (s), and the hydraulic pump (s), if any, on the aircraft when the engine of the turboprop is removed, which facilitates maintenance. The mass of the electric cables, and of the possible hydraulic pipes, is also minimized, because greatly reduced in comparison with the configuration of FIG. 1 in which an electric generator and a possible hydraulic pump are connected to an accessory box 8 suspended under a gas turbine casing 3. Finally, the invention allows a degree of freedom to optimize the position of the center of gravity of the propulsion unit and thus minimize the forces transmitted to the wing of the aircraft.
De façon classique, le pylône, encore appelé mât d'accrochage, est une pièce structurale, rigide, constituant l'interface de liaison entre le moteur et l'aile de l'aéronef. Il permet de transmettre à la structure de l'aéronef les efforts issus du moteur. Il a pour fonction aussi d'assurer le cheminement des servitudes entre l'aéronef et l'ensemble propulsif. Le pylône a généralement une structure allongée à section rectangulaire de type caisson. Il est formé par assemblage de longerons supérieurs et inférieurs et de panneaux latéraux raccordés entre eux par l'intermédiaire de nervures transversales. Le pylône comporte avantageusement des moyens de fixation au moteur et sur sa partie supérieure des moyens de fixation à l'aile de l'aéronef.Conventionally, the pylon, also called a suspension pylon, is a rigid structural part constituting the connection interface between the engine and the wing of the aircraft. It allows the forces from the engine to be transmitted to the structure of the aircraft. It also has the function of ensuring the routing of the easements between the aircraft and the propulsion unit. The pylon generally has an elongated structure of rectangular section of box type. It is formed by assembling upper and lower beams and side panels connected together by means of transverse ribs. The pylon advantageously comprises means for fixing to the engine and on its upper part means for fixing to the wing of the aircraft.
Le turbopropulseur selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles.The turboprop according to the invention may also include one or more of the following characteristics taken in isolation or according to any possible technical combination.
De façon privilégiée, des moyens de suspension avant permettent de suspendre la partie avant du moteur à une partie avant du pylône. De même, des moyens de suspension arrière permettent la fixation d'une partie arrière du moteur à une partie arrière du pylône.Preferably, front suspension means make it possible to suspend the front part of the engine from a front part of the pylon. Likewise, rear suspension means allow the attachment of a rear part of the engine to a rear part of the pylon.
Par ailleurs, le turbopropulseur comporte avantageusement une boîte à roulements, montée sur l'arbre d'hélice et accouplée audit au moins un générateur électrique.Furthermore, the turboprop engine advantageously comprises a bearing box, mounted on the propeller shaft and coupled to said at least one electric generator.
L'intégration dudit au moins un générateur électrique au niveau d'une telle boîte à roulements permet de modifier les modes vibratoires de l'arbre d'hélice en réduisant la longueur entre les éléments supportés par le pylône, et également de laisser en place ledit au moins un générateur électrique lors de la dépose du moteur.The integration of said at least one electric generator at the level of such a bearing box makes it possible to modify the vibratory modes of the propeller shaft by reducing the length between the elements supported by the pylon, and also to leave said said in place. at least one electric generator when removing the engine.
De plus, cette solution permet, grâce au degré de liberté ainsi créé, de venir positionner, en optimisant la masse de l'ensemble dudit au moins un générateur électrique et de la ou des boîtes à roulements et la distance entre cet ensemble et le réducteur principal, le centre de gravité du moteur le plus près possible de l'aile tout en solutionnant les problèmes de tenue mécanique de l'arbre d'hélice par rapport à ses modes de flexion. Ainsi, le centre de gravité du turbopropulseur est remonté vers l'aile, ce qui minimise les efforts transmis à celle-ci.In addition, this solution makes it possible, thanks to the degree of freedom thus created, to position, by optimizing the mass of the assembly of said at least one electric generator and of the bearing box or boxes and the distance between this set and the reduction gear. main, the center of gravity of the engine as close as possible to the wing while solving the problems of mechanical strength of the propeller shaft compared to its bending modes. Thus, the center of gravity of the turboprop is raised towards the wing, which minimizes the forces transmitted to the latter.
Cette masse de l'ensemble dudit au moins un générateur électrique et de la ou des boîtes à roulements est préférentiellement inférieure ou égale à la masse d'un boîtier d'accessoires monté sur le moteur, tel que le boîtier d'accessoires 8 de la figure 1, équipé de tous les équipements moteur et aéronef. En particulier, cette masse est par exemple comprise entre 10 et 500 kg.This mass of the assembly of said at least one electric generator and of the bearing box or boxes is preferably less than or equal to the mass of an accessory box mounted on the engine, such as the accessory box 8 of the Figure 1, equipped with all engine and aircraft equipment. In particular, this mass is for example between 10 and 500 kg.
Par ailleurs, la distance entre cet ensemble et le réducteur principal varie selon le mode de flexion de l'arbre d'hélice que l'on cherche à optimiser et la position du centre de gravité de l'ensemble propulsif optimale. Le rapport entre cette distance et la longueur de l'arbre d'hélice déporté, c'est-à-dire la longueur entre les moyens de suspension avant et le réducteur principal, peut être compris entre 0 et 1.Furthermore, the distance between this assembly and the main reduction gear varies according to the mode of bending of the propeller shaft that one seeks to optimize and the position of the center of gravity of the optimum propulsion assembly. The ratio between this distance and the length of the offset propeller shaft, that is to say the length between the front suspension means and the main reduction gear, can be between 0 and 1.
Le générateur électrique peut être monté dans la boîte à roulements, cette dernière étant supportée par le pylône par l'intermédiaire d'un dispositif de suspension fixé au pylône.The electric generator can be mounted in the bearing box, the latter being supported by the pylon by means of a suspension device fixed to the pylon.
En outre, le turbopropulseur peut comporter de façon avantageuse au moins une pompe hydraulique accouplée à l'arbre d'hélice.In addition, the turboprop can advantageously include at least one hydraulic pump coupled to the propeller shaft.
Le turbopropulseur peut de plus comporter une boîte à engrenages accouplée à l'arbre d'hélice et par l'intermédiaire de laquelle ladite au moins une pompe hydraulique est entraînée en rotation par l'arbre d'hélice.The turboprop engine may further include a gearbox coupled to the propeller shaft and by means of which said at least one hydraulic pump is rotated by the propeller shaft.
Ainsi, une ou plusieurs pompes hydrauliques peuvent être accouplées à l'arbre d'hélice par le biais d'une boîte à engrenages en même temps que ledit au moins un générateur électrique. De façon avantageuse, ce montage peut se faire au plus près de l'aile de l'aéronef de manière à minimiser la longueur des câbles électriques et des canalisations hydrauliques.Thus, one or more hydraulic pumps can be coupled to the propeller shaft by means of a gearbox at the same time as said at least one electric generator. Advantageously, this mounting can be done as close as possible to the wing of the aircraft so as to minimize the length of the electric cables and of the hydraulic pipes.
Par ailleurs, les moyens de suspension peuvent comprendre des moyens de suspension avant comportant un dispositif de suspension intermédiaire, monté sur l'arbre d'hélice et suspendu à une partie avant du pylône, et peuvent comprendre en outre des moyens de suspension arrière permettant la fixation d'une partie arrière du moteur à une partie arrière du pylône.Furthermore, the suspension means may comprise front suspension means comprising an intermediate suspension device, mounted on the propeller shaft and suspended from a front part of the pylon, and may further comprise rear suspension means allowing the fixing of a rear part of the engine to a rear part of the pylon.
Le dispositif de suspension intermédiaire peut avantageusement être une boîte à roulements.The intermediate suspension device can advantageously be a bearing box.
Autrement dit, le pylône peut supporter l'arbre d'hélice au travers de la boîte à roulements. Cette boîte à roulements est avantageusement équipée de plots souples et située en arrière de l'hélice. Elle permet de reprendre le moment de type IP et la poussée générés par l'hélice et supportant en aval le réducteur principal.In other words, the pylon can support the propeller shaft through the bearing box. This bearing box is advantageously fitted with flexible studs and located behind the propeller. It allows the moment of the IP type and the thrust generated by the propeller to be taken up and supporting the main reducer downstream.
En variante, la partie avant du moteur peut être directement accrochée au pylône d'aéronef, c'est-à-dire sans l'aide de la boîte à roulements.As a variant, the front part of the engine can be directly hooked to the aircraft pylon, that is to say without the aid of the bearing box.
En variante encore, le dispositif de suspension intermédiaire peut comporter une rotule, notamment élastomérique, permettant d'accommoder les déplacements relatifs entre le pylône et l'arbre d'hélice sans générer de vibrations sur le pylône.In another variant, the intermediate suspension device may include a ball, in particular an elastomeric ball, making it possible to accommodate the relative movements between the pylon and the propeller shaft without generating vibrations on the pylon.
Par ailleurs, le turbopropulseur peut encore comporter une boîte à roulements intermédiaire, semblable ou non à celle accouplée audit au moins un générateur électrique, montée sur l'arbre d'hélice et destinée à être fixée au pylône.Furthermore, the turboprop engine may also include an intermediate bearing box, similar or not to that coupled to said at least one electric generator, mounted on the propeller shaft and intended to be fixed to the pylon.
La présence d'une telle boîte à roulements intermédiaire peut notamment être utile lorsque des problèmes de tenue mécanique ou un problème de positionnement dynamique de l'arbre d'hélice apparaissent. De cette façon, le diamètre et la longueur de l'arbre d'hélice peuvent être optimisés. De plus, on peut aussi envisager d'avoir l'arbre d'hélice en deux parties liées entre elles par des cannelures, ou par tout autre moyen connu de l'homme du métier et que la boite à roulements permet de supporter.The presence of such an intermediate bearing box can in particular be useful when problems of mechanical strength or a problem of dynamic positioning of the propeller shaft appear. In this way, the diameter and length of the propeller shaft can be optimized. In addition, one can also consider having the propeller shaft in two parts linked together by grooves, or by any other means known to those skilled in the art and that the bearing box can support.
En outre, l'invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte :In addition, the subject of the invention is also, according to another of its aspects, an assembly, characterized in that it comprises:
- un turbopropulseur tel que défini précédemment,- a turboprop as defined above,
- un pylône, destiné à être fixé à une aile d'aéronef, pour la suspension du turbopropulseur.- a pylon, intended to be fixed to an aircraft wing, for the suspension of the turboprop.
De plus, l'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte :In addition, another subject of the invention is, according to another of its aspects, an aircraft, characterized in that it comprises:
- un turbopropulseur tel que défini précédemment,- a turboprop as defined above,
- une aile pourvue d'un longeron avant et d'un longeron arrière formant le caisson de l'aile,- a wing provided with a front spar and a rear spar forming the wing box,
- un pylône, fixé sur les longerons avant et arrière de l'aile, pour la suspension du turbopropulseur.- a pylon, fixed on the front and rear longitudinal members of the wing, for the suspension of the turboprop.
De façon avantageuse, la fixation du pylône sur les longerons avant et arrière de l'aile de l'aéronef permet de mieux transmettre les efforts à la structure de l'aéronef.Advantageously, the attachment of the pylon to the front and rear longitudinal members of the wing of the aircraft makes it possible to better transmit the forces to the structure of the aircraft.
De façon avantageuse, le réducteur principal du turbopropulseur est monté au droit ou en aval du longeron avant de l'aile.Advantageously, the main reduction gear of the turboprop is mounted to the right or downstream of the front spar of the wing.
Autrement dit encore, le réducteur principal du turbopropulseur peut être monté radialement au niveau du longeron avant de l'aile ou en arrière du longeron avant de l'aile.In other words, the main reducer of the turboprop can be mounted radially at the level of the front spar of the wing or behind the front spar of the wing.
De façon avantageuse encore, un tel montage du réducteur principal par rapport au longeron avant de l'aile permet de transmettre le couple du réducteur principal directement à la structure de l'aéronef par le biais du pylône, et ainsi de minimiser la masse de l'aéronef.Also advantageously, such an assembly of the main reduction gear relative to the front spar of the wing makes it possible to transmit the torque of the main reduction gear directly to the structure of the aircraft by means of the pylon, and thus to minimize the mass of the 'aircraft.
Par ailleurs, l'invention a aussi pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de dépose du moteur d'un turbopropulseur tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à démonter le moteur du turbopropulseur par le biais des moyens de suspension tout en laissant en place l'hélice, le réducteur principal et ledit au moins un générateur électrique du turbopropulseur.Furthermore, the subject of the invention is also, according to another of its aspects, a method for removing the engine from a turboprop engine as defined above, characterized in that it comprises the step consisting in dismantling the engine from the turboprop engine by means of suspension while leaving the propeller, the main reduction gear and said at least one electric generator of the turboprop in place.
Le turbopropulseur, l'ensemble propulsif, l'aéronef et le procédé de dépose selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques énoncées dans la présente description, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques.The turboprop, the propulsion unit, the aircraft and the deposition method according to the invention may include any of the characteristics set out in this description, taken in isolation or in any technically possible combination with other characteristics.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel :The invention will be better understood on reading the detailed description which follows, of non-limiting examples of implementation thereof, as well as on examining the figures, schematic and partial, of the appended drawing, on which :
- la figure 1 représente, selon une vue latérale, un exemple de turbopropulseur à arbre de puissance déporté selon une architecture connue, etFIG. 1 represents, in a side view, an example of a turboprop with a remote power shaft according to a known architecture, and
- les figures 2 et 3 représentent, très schématiquement selon des vues latérales, deux exemples de réalisation de turbopropulseurs conformes à l'invention.- Figures 2 and 3 show, very schematically in side views, two embodiments of turboprop engines according to the invention.
Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.Throughout these figures, identical references can designate identical or analogous elements.
De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.In addition, the different parts shown in the figures are not necessarily shown on a uniform scale, to make the figures more readable.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
La figure 1 a déjà été décrite précédemment dans la partie relative à l'état de la technique antérieure.FIG. 1 has already been described previously in the section relating to the state of the prior art.
En référence aux figures 2 et 3, on a illustré deux exemples de réalisation de turbopropulseurs 1 conformes à l'invention visant à expliciter la fixation du turbopropulseur à un aéronef par suspension à l'aile 14 au moyen d'un pylône 13 et l'installation d'un générateur électrique 20 sur l'arbre d'hélice 2.With reference to FIGS. 2 and 3, two embodiments of turboprop engines 1 in accordance with the invention have been illustrated, aiming to explain the attachment of the turboprop engine to an aircraft by suspension from the wing 14 by means of a pylon 13 and the installation of an electric generator 20 on the propeller shaft 2.
Les différences entre ces deux exemples de réalisation résident dans la fixation de la partie arrière du moteur (générateur de gaz) du turbopropulseur 1 et dans la présence ou non d'une pompe hydraulique 30, montée sur l'arbre d'hélice 2. Ainsi, dans l'exemple de réalisation de la figure 2, la partie arrière du moteur est fixée à la partie arrière du pylône 13 tandis que dans l'exemple de réalisation de la figure 3, la partie arrière du moteur est fixée au réducteur principal 6. De plus, dans l'exemple de la figure 3, une pompe hydraulique 30 est montée sur l'arbre d'hélice 2, en plus du générateur électrique 20, contrairement à l'exemple de réalisation de la figure 2. Bien entendu, le principe de fixation de la partie arrière du moteur du turbopropulseur 1 pourrait être inversé entre les exemples de réalisation des figures 2 et 3.The differences between these two exemplary embodiments lie in the fixing of the rear part of the engine (gas generator) of the turboprop 1 and in the presence or absence of a hydraulic pump 30, mounted on the propeller shaft 2. Thus , in the embodiment of FIG. 2, the rear part of the motor is fixed to the rear part of the pylon 13 while in the embodiment of FIG. 3, the rear part of the motor is fixed to the main reduction gear 6 In addition, in the example of FIG. 3, a hydraulic pump 30 is mounted on the propeller shaft 2, in addition to the electric generator 20, unlike the embodiment of FIG. 2. Of course, the principle of fixing the rear part of the engine of the turboprop 1 could be reversed between the exemplary embodiments of FIGS. 2 and 3.
Ainsi, le turbopropulseur 1 de type à arbre déporté, représenté à la figure 2 ou à la figure 3, comporte un arbre d'hélice 2 et un moteur comprenant une turbine à gazThus, the turboprop 1 of the deported shaft type, represented in FIG. 2 or in FIG. 3, comprises a propeller shaft 2 and an engine comprising a gas turbine
3. II est à noter que le moteur, c'est-à-dire le générateur de gaz, peut être de plusieurs types, par exemple de type simple corps, double corps, triple corps, etc... II peut comporter une ou plusieurs turbines à gaz, par exemple de type libre ou liée, et un ou plusieurs compresseurs, basse pression et/ou haute pression. Le générateur de gaz est agencé de façon à longer l'arbre d'hélice 2.3. It should be noted that the engine, that is to say the gas generator, may be of several types, for example of the single-body, double-body, triple-body type, etc. It may include one or more several gas turbines, for example of the free or linked type, and one or more compressors, low pressure and / or high pressure. The gas generator is arranged so as to follow the propeller shaft 2.
La turbine à gaz 3, également appelée turbine basse pression, comporte un arbre de turbine 4 également appelé arbre basse pression et s'étendant sensiblement parallèlement à l'arbre d'hélice 2. Cet arbre de turbine 4 comprend une extrémité arrière accouplée à une extrémité arrière de l'arbre d'hélice 2 par l'intermédiaire d'un réducteur principal 6 également appelé PGB pour l'acronyme anglais de « Power Gear Box ». En amont de la turbine basse pression 3 se situe un corps haute pression du moteur, comprenant une turbine 16 appelée turbine haute pression qui reçoit directement les gaz de la chambre de combustion du moteur. Cette turbine haute pression 16 entraîne un compresseur 17 du corps haute pression en étant solidaire en rotation de ce dernier par l'intermédiaire d'un arbre 18 appelé arbre haute pression. Le corps haute pression est mécaniquement découplé de la turbine basse pression 3, l'arbre haute pression 18 et l'arbre basse pression 4 n'étant pas solidaires en rotation l'un de l'autre.The gas turbine 3, also called low pressure turbine, comprises a turbine shaft 4 also called low pressure shaft and extending substantially parallel to the propeller shaft 2. This turbine shaft 4 comprises a rear end coupled to a rear end of the propeller shaft 2 via a main reduction gear 6 also called PGB for the acronym “Power Gear Box”. Upstream of the low pressure turbine 3 is located a high pressure body of the engine, comprising a turbine 16 called a high pressure turbine which directly receives the gases from the combustion chamber of the engine. This high pressure turbine 16 drives a compressor 17 of the high pressure body while being integral in rotation with the latter by means of a shaft 18 called a high pressure shaft. The high pressure body is mechanically decoupled from the low pressure turbine 3, the high pressure shaft 18 and the low pressure shaft 4 not being integral in rotation with one another.
Le turbopropulseur 1 comporte en outre des moyens de suspension avant 10 de la partie avant du moteur à la partie avant du pylône 13 fixé à l'aile 14 de l'aéronef.The turboprop 1 further comprises front suspension means 10 from the front part of the engine to the front part of the pylon 13 fixed to the wing 14 of the aircraft.
La fixation de la partie avant du moteur peut se faire directement sur la partie avant du pylône 13. En variante, comme représenté sur les figures 2 et 3, les moyens de suspension avant 10 comportent un dispositif de suspension intermédiaire 11, monté sur l'arbre d'hélice 2, ainsi qu'un premier organe de suspension 10a de la partie avant du moteur au dispositif de suspension intermédiaire 11 et un deuxième organe de suspension lia du dispositif de suspension intermédiaire 11 à la partie avant du pylôneThe front part of the engine can be fixed directly to the front part of the pylon 13. As a variant, as shown in FIGS. 2 and 3, the front suspension means 10 comprise an intermediate suspension device 11, mounted on the propeller shaft 2, as well as a first suspension member 10a from the front part of the engine to the intermediate suspension device 11 and a second suspension member 11a from the intermediate suspension device 11 to the front part of the pylon
13.13.
De façon avantageuse, ce dispositif de suspension intermédiaire 11 permet de reprendre la poussée et le moment M de type IP, moment ayant tendance à faire fléchir l'arbre d'hélice 2, générés par l'hélice 5. Il comprend ici une boîte à roulements traversée par l'arbre d'hélice 2, servant de palier pour la rotation de l'arbre d'hélice. Le dispositif de suspension intermédiaire 11 peut avantageusement comprendre en outre des plots souples le reliant au deuxième organe de suspension lia voire également au premier organe de suspension 10a, permettant d'accommoder les déplacements relatifs entre le pylône 13 et l'arbre d'hélice 2 sans générer de vibrations sur le pylône 13. En variante ou en complément, le dispositif de suspension intermédiaire 11 pourrait aussi comprendre une rotule élastomérique pour assurer cette fonction.Advantageously, this intermediate suspension device 11 makes it possible to resume the thrust and the moment M of the IP type, moment tending to cause the propeller shaft 2 to bend, generated by the propeller 5. It here comprises a gearbox bearings crossed by the propeller shaft 2, serving as a bearing for the rotation of the propeller shaft. The intermediate suspension device 11 can advantageously further comprise flexible studs connecting it to the second suspension member 11a or even also to the first suspension member 10a, making it possible to accommodate the relative movements between the pylon 13 and the propeller shaft 2 without generating vibrations on the pylon 13. As a variant or in addition, the intermediate suspension device 11 could also include an elastomeric ball joint to perform this function.
Par ailleurs, comme représenté sur les figures 2 et 3, le turbopropulseur 1 comporte un générateur électrique 20 monté sur l'arbre d'hélice 2. Ce générateur électrique 20 comprend une partie rotorique entraînée en rotation par l'arbre d'hélice et une partie statorique supportée directement ou indirectement par le pylône. Il est accouplé à une boîte à roulements 21, également montée sur l'arbre d'hélice 2. Les figures 2 et 3, très schématiques, représentent un même élément pour désigner le générateur électrique 20 et la boîte à roulements 21. Le générateur électrique 20 peut en effet être monté à l'intérieur d'un carter de la boîte à roulements 21, en ayant sa partie rotorique engrenée par exemple sur une couronne dentée d'un arbre de boîte entraîné en rotation par l'arbre d'hélice 2. En fonction des rapports d'engrenages prévus entre cette couronne dentée et un pignon d'entraînement de la partie rotorique du générateur électrique, le régime de rotation du générateur pourra si besoin être démultiplié par rapport à celui de l'arbre d'hélice 2. L'arbre de boîte, monté sur des roulements à l'intérieur de la boîte, peut présenter deux extrémités qui ressortent chacune à l'extérieur du carter de la boîte à roulements. L'arbre d'hélice pourra être formé par deux arbres séparés disposés de chaque côté de la boîte à roulements 21, chaque arbre étant alors accouplé à une extrémité de l'arbre de boîte par exemple par boulonnage.Furthermore, as shown in FIGS. 2 and 3, the turboprop 1 comprises an electric generator 20 mounted on the propeller shaft 2. This electric generator 20 comprises a rotor part driven in rotation by the propeller shaft and a stator part supported directly or indirectly by the pylon. It is coupled to a bearing box 21, also mounted on the propeller shaft 2. Figures 2 and 3, very schematic, show the same element to designate the electric generator 20 and the bearing box 21. The electric generator 20 can indeed be mounted inside a housing of the bearing box 21, having its rotor part meshed for example on a ring gear of a box shaft driven in rotation by the propeller shaft 2 Depending on the gear ratios provided between this toothed ring and a drive pinion of the rotor part of the electric generator, the rotation speed of the generator can if necessary be multiplied compared to that of the propeller shaft 2 The gearbox shaft, mounted on bearings inside the gearbox, may have two ends which each protrude outside of the bearing gearbox housing. The propeller shaft may be formed by two separate shafts disposed on each side of the bearing box 21, each shaft then being coupled to one end of the gearbox shaft, for example by bolting.
L'intégration du générateur électrique 20 au niveau d'une telle boîte à roulements 21 permet avantageusement de modifier les modes de l'arbre d'hélice 2 en réduisant la longueur entre les éléments supportés par le pylône 13 et sur lesquels l'arbre d'hélice est monté en rotation, de façon à ne pas générer des modes propres indésirables de l'arbre d'hélice. Il est également possible et avantageux de laisser en place le générateur électrique 20 avec l'arbre d'hélice 2 lors de la dépose du moteur.The integration of the electric generator 20 at the level of such a bearing box 21 advantageously makes it possible to modify the modes of the propeller shaft 2 by reducing the length between the elements supported by the pylon 13 and on which the shaft d 'propeller is mounted in rotation, so as not to generate undesirable natural modes of the propeller shaft. It is also possible and advantageous to leave the electric generator 20 in place with the propeller shaft 2 when removing the engine.
Par ailleurs, le turbopropulseur 1 comporte également un dispositif de suspension 22 du générateur électrique 20 et/ou de la boîte à roulements 21, fixé au pylône 13. Le dispositif de suspension peut comprendre des bielles articulées, avec éventuellement des éléments élastomériques pour le filtrage des vibrations transmises par l'arbre d'hélice 2 au pylône 13.Furthermore, the turboprop 1 also comprises a suspension device 22 for the electric generator 20 and / or the bearing box 21, fixed to the pylon 13. The suspension device can comprise articulated connecting rods, possibly with elastomeric elements for filtering. vibrations transmitted by the propeller shaft 2 to the pylon 13.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le turbopropulseur 1 comporte en plus une pompe hydraulique 30 accouplée à l'arbre d'hélice 2 et supportée par un carter de la boîte à roulements 21 ou du générateur électrique 20. Cette pompe hydraulique 30 est accouplée à une boîte à engrenages 31, également accouplée à l'arbre d'hélice 2. Là encore, les figures 2 et 3, très schématiques, représentent un même élément pour désigner la pompe hydraulique 30 et la boîte à engrenages 31. La boîte à engrenages 31 pourra comporter un arbre engrené par exemple sur une couronne dentée d'un arbre de la boîte à roulements 21 entraîné en rotation par L'arbre d'hélice 2.In the embodiment of FIG. 3, the turboprop 1 additionally comprises a hydraulic pump 30 coupled to the propeller shaft 2 and supported by a housing of the bearing box 21 or of the electric generator 20. This hydraulic pump 30 is coupled to a gearbox 31, also coupled to the propeller shaft 2. Here again, FIGS. 2 and 3, very schematic, show the same element for designating the hydraulic pump 30 and the gearbox 31. The gearbox 31 may include a shaft geared for example on a ring gear of a shaft of the bearing box 21 driven in rotation by the propeller shaft 2.
De façon avantageuse, le montage du générateur électrique 20 et de la pompe hydraulique 30 peut se faire au plus près de l'aile 14 de l'aéronef de manière à minimiser la longueur des câbles électriques et des canalisations hydraulique.Advantageously, the electrical generator 20 and the hydraulic pump 30 can be mounted as close as possible to the wing 14 of the aircraft so as to minimize the length of the electric cables and the hydraulic lines.
L'invention permet ainsi, grâce au degré de liberté créé, de venir positionner, en optimisant la masse Ma de l'ensemble du générateur électrique 20 et de la boîte à roulements 21 et la distance L1 entre cet ensemble et le réducteur principal 6, le centre de gravité du moteur le plus près possible de l'aile 14 tout en solutionnant les problèmes de tenue mécanique de l'arbre d'hélice 2 par rapport à ses modes de flexion. Ainsi, le centre de gravité est remonté vers l'aile 14, ce qui minimise les efforts transmis à celle-ci.The invention thus makes it possible, thanks to the degree of freedom created, to position, by optimizing the mass Ma of the assembly of the electric generator 20 and of the bearing box 21 and the distance L1 between this assembly and the main reducer 6, the center of gravity of the engine as close as possible to the wing 14 while solving the problems of mechanical strength of the propeller shaft 2 with respect to its bending modes. Thus, the center of gravity is raised towards the wing 14, which minimizes the forces transmitted to the latter.
Cette masse Ma est préférentiellement inférieure ou égale à la masse d'un boîtier d'accessoires monté sur le moteur, équipé de tous les équipements moteur et aéronef. En particulier, cette masse Ma est par exemple comprise entre 10 et 500 kg.This mass Ma is preferably less than or equal to the mass of an accessory box mounted on the engine, equipped with all the engine and aircraft equipment. In particular, this mass Ma is for example between 10 and 500 kg.
Par ailleurs, la distance L1 entre cet ensemble et le réducteur principal 6 varie selon le mode de flexion de l'arbre d'hélice 2 que l'on cherche à optimiser et la position du centre de gravité de l'ensemble propulsif optimale. Le rapport entre cette distance L1 et la longueur L de l'arbre d'hélice 2 déporté, c'est-à-dire la longueur L entre les moyens de suspension avant 10 et le réducteur principal 6, comme représenté sur la figure 2, peut être compris entre 0 et 1.Furthermore, the distance L1 between this assembly and the main reducer 6 varies according to the mode of bending of the propeller shaft 2 that it is sought to optimize and the position of the center of gravity of the optimal propulsion assembly. The ratio between this distance L1 and the length L of the offset propeller shaft 2, that is to say the length L between the front suspension means 10 and the main reduction gear 6, as shown in FIG. 2, can be between 0 and 1.
En outre, conformément à l'invention également, le turbopropulseur 1 comporte encore des moyens de suspension arrière 12 de la partie arrière du moteur.In addition, according to the invention also, the turboprop 1 further comprises rear suspension means 12 of the rear part of the engine.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, qui constitue une forme de réalisation privilégiée de l'invention, les moyens de suspension arrière 12 s'étendent entre la partie arrière du moteur et la partie arrière du pylône 13. Ainsi, la partie arrière du moteur est fixée au pylône 13, les moyens de suspension arrière 12 étant traversés par l'arbre d'hélice 2.In the embodiment of FIG. 2, which constitutes a preferred embodiment of the invention, the rear suspension means 12 extend between the rear part of the engine and the rear part of the pylon 13. Thus, the part rear of the engine is fixed to the pylon 13, the rear suspension means 12 being traversed by the propeller shaft 2.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, les moyens de suspension arrière 12 s'étendent entre la partie arrière du moteur et le réducteur principal 6.In the embodiment of FIG. 3, the rear suspension means 12 extend between the rear part of the engine and the main reduction gear 6.
De façon avantageuse encore, ce réducteur principal 6 est monté au droit ou en aval du longeron avant de l'aile 14, laquelle comporte un longeron avant et un longeron arrière sur lesquels le pylône 13 est fixé.Again advantageously, this main reducer 6 is mounted at right or downstream of the front spar of the wing 14, which comprises a front spar and a rear spar on which the pylon 13 is fixed.
Avantageusement, un tel montage du réducteur principal 6 par rapport au longeron avant de l'aile 14 permet de transmettre le couple C du réducteur principal 6 directement à la structure de l'aéronef par le biais du pylône 13, et ainsi de minimiser la masse de l'aéronef.Advantageously, such an assembly of the main reducer 6 relative to the front spar of the wing 14 makes it possible to transmit the torque C of the main reducer 6 directly to the structure of the aircraft via the pylon 13, and thus to minimize the mass. of the aircraft.
Grâce au principe selon l'invention de suspension du moteur du turbopropulseur 1 au pylône 13 de l'aéronef, il est ainsi possible de déposer le moteur par le biais des premiers 10 et deuxièmes 12 moyens de suspension tout en laissant en place l'hélice 5, le réducteur principal 6, le générateur électrique 20 et, dans le cas de l'exemple de la figure 3, la pompe hydraulique 30 également.Thanks to the principle according to the invention of suspending the engine of the turboprop 1 from the pylon 13 of the aircraft, it is thus possible to deposit the engine by means of the first 10 and second 12 suspension means while leaving the propeller in place. 5, the main reducer 6, the electric generator 20 and, in the case of the example of FIG. 3, the hydraulic pump 30 also.
S'il est conservé un boîtier d'accessoires monté sur un carter du moteur, celuici pourra être moins encombrant et moins lourd du fait du report de certains équipements comme en particulier un générateur électrique sur la boîte à roulements 21. La masse du moteur à déposer sera donc allégée.If an accessory box mounted on an engine casing is kept, it may be less bulky and less heavy due to the deferral of certain equipment such as in particular an electric generator on the bearing box 21. The mass of the engine filing will therefore be lightened.
Pour la dépose du moteur tout en laissant en place le réducteur principal 6, un système pour désaccoupler l'arbre de turbine 4 par rapport au réducteur principal peut être prévu par exemple à l'aide d'un raccordement disposé à une extrémité de l'arbre 4 à l'extérieur du carter du réducteur.For the removal of the motor while leaving the main reducer 6 in place, a system for uncoupling the turbine shaft 4 from the main reducer can be provided for example by means of a connection disposed at one end of the shaft 4 outside the gearbox housing.
L'invention permet ainsi avantageusement la conception d'une installation performante d'un turbopropulseur de type à arbre de puissance déporté par support de ce type d'architecture de turbopropulseur au moyen d'un pylône d'aéronef.The invention thus advantageously allows the design of a high-performance installation of a turboprop of the type with power shaft offset by support of this type of turboprop architecture by means of an aircraft pylon.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiments which have just been described. Various modifications can be made by those skilled in the art.
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