FR3125020A3 - Assemblage avant d’un mât et d’un moteur d’aeronef - Google Patents

Assemblage avant d’un mât et d’un moteur d’aeronef Download PDF

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ASSEMBLAGE AVANT D’UN MÂT ET D’UN MOTEUR D’AERONEF L’invention concerne un assemblage d’un moteur (5) avec un mât (3) d’aéronef, le mât (3) s’étendant d’avant en arrière selon un axe longitudinal (X) et comprenant une nervure avant (3d) formant une face avant du mât et s’étendant perpendiculairement à un plan médian longitudinal (V) du mât (3), l’assemblage comprenant une attache moteur avant (10) assurant une liaison mécanique entre le moteur (5) et le mât (3), l’attache moteur avant (10) étant fixée à la nervure avant du mât (3) au moyen d’une potence (30) sous laquelle l’attache moteur avant (10) est suspendue, la potence (30) comprenant une surface plane d’accostage à laquelle l’attache moteur avant (10) est fixée, la surface plane d’accostage s’étendant vers l’avant du mât (3) perpendiculairement à la nervure avant (3d). Fig. 2

Description

ASSEMBLAGE AVANT D’UN MÂT ET D’UN MOTEUR D’AERONEF
La présente invention concerne un assemblage avant d’un mât et d’un moteur d’aéronef.
De manière classique, un moteur est fixé au mât via un système d’attaches moteur constitué entre autres à l’avant par une attache moteur avant et à l’arrière par une attache moteur arrière.
On connait du brevet EP0934877, une attache moteur avant comportant une poutre fixée à la face inférieure du mât et qui est reliée, au niveau de chacune de ses deux extrémités latérales, au moteur au moyen d’une biellette. Une liaison arrangée entre les deux biellettes et au centre de la poutre relie la poutre au moteur et n’est activée qu’en cas de rupture de l’une ou de l’autre des deux liaisons entre les extrémités latérales de la poutre et le moteur.
Dans le cas d’un turboréacteur à fort taux de dilution, l’important diamètre du moteur fait qu’il est nécessaire de rapprocher le moteur du mât afin de pouvoir obtenir une garde au sol de la turbomachine qui soit suffisante pour les opérations sur le moteur. Il existe ainsi un besoin de réduire l’encombrement vertical de l’installation de l’attache moteur au mât.
Un objet de la présente invention est de répondre en tout ou partie à ce besoin de rapprocher le moteur du mât.
A cet effet, est proposé un assemblage avant d’un moteur avec un mât d’aéronef, le mât s’étendant d’avant en arrière selon un axe longitudinal et comprenant une nervure avant formant une face avant du mât et s’étendant perpendiculairement à un plan médian longitudinal du mât, l’assemblage comprenant une attache moteur avant fixé à l’avant du mât et assurant une liaison mécanique entre le moteur et le mât, l’attache moteur avant étant fixée à la nervure avant du mât au moyen d’une potence sous laquelle l’attache moteur avant est suspendue, la potence comprenant une surface plane d’accostage à laquelle l’attache moteur avant est fixée, la surface plane d’accostage s’étendant vers l’avant du mât perpendiculairement à la nervure avant.
L’attache moteur avant est ainsi suspendue sous la potence, ce qui permet une intégration compacte en diminuant l’encombrement vertical de l’installation de l’attache moteur avant par rapport aux attaches moteurs avant de l’art antérieur qui sont fixées sous la face inférieure inférieur du mât.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
la est une vue de côté d’un assemblage avant d’un moteur d’une turbomachine d’un aéronef avec un mât accroché sous une aile d’un aéronef, selon un mode de réalisation de l'invention,
la est une vue en perspective de l’avant de l’assemblage représenté à la , selon un mode de réalisation de l’invention ;
la est une vue en perspective et selon la flèche P d’une partie de l’assemblage représenté à la ;
la est une vue en perspective d’une partie de l’assemblage représenté à la .
En relation avec les figures 1 et 2, une turbomachine à double flux 1 est attachée sous une aile 2 d’un aéronef (non représenté) via un mât 3 fixé sous l’aile 2. La turbomachine comprend un moteur 4 et sa soufflante 5 ainsi qu’une nacelle 6 de forme cylindrique qui entoure ces derniers.
De manière connue, le mât 3 se présente sous la forme d’un caisson rigide qui s’étend d’avant en arrière en longueur selon un axe longitudinal X, parallèle à la direction d’avancement F de l’aile 2 dans l’air sous l’effet de la poussée du moteur 5. On appelle plan médian longitudinal V, le plan parallèle à l’axe longitudinal X, orthogonal au sol, parallèle à l’axe vertical Z, et qui divise le mât 3 en deux parties gauche et droite.
Le caisson comprend un longeron supérieur 3a qui forme la face supérieure du mât et qui est arrangé en regard de l’aile 2 sous laquelle est monté le mât 3, un longeron inférieur 3b qui forme la face inférieure du mât 3 et qui est orientée vers le sol, et deux panneaux latéraux 3c, qui forment les faces latérales gauche et droite du mât 3, de chaque côté du plan médian longitudinal V. Les longerons 3a-b et les panneaux latéraux 3c sont fixés entre eux par des nervures (seule une nervure est représentée) réparties sur toute la longueur du mat 3, où chacune des nervures s’étend perpendiculairement au plan médian longitudinal V. En particulier, le caisson est fermé à l’avant par une nervure avant 3d qui forme la face avant du mât.
Selon l’invention, la fixation du moteur 5 au mât 3 est, à l’avant du mât, assurée par une attache moteur avant 10, d’une part fixée au moteur 5, et d’autre part montée à l’avant du mât 3 au moyen d’une potence 30 fixée à la nervure avant 3d du mât , s’étendant vers l’avant du mât 3 et sous laquelle l’attache moteur avant 10 est suspendue.
En relation avec le mode de réalisation représenté à la , la potence 30 est formée par un arrangement de trois équerres nervurées fixées sur la nervure avant 3d, disposées à la suite sur la largeur de la nervure avant 3d (la largeur de la nervure avant 3d est la dimension de ladite nervure selon l’axe Y, perpendiculaire au plan médian longitudinal V du mât), et comprenant deux d’équerres latérales 31-32 et une équerre centrale 33 arrangée entre les deux équerres latérales.
Chaque équerre 31-33, latérale comme centrale, comprend une première aile 31a-33a présentant une surface de contact avec la nervure avant 3d et une seconde aile 31b-33b perpendiculaire à la première aile 31a-33a et présentant une face plane inférieure 31f-33f orientée vers le sol. La fixation de la potence 30 au mât 3 est obtenue par la fixation de la première aile 31a-33a de chacune des équerres avec la nervure avant du mât 3d, par exemple par l’intermédiaire de boulons, indépendamment des autres équerres.
La face inférieure 31f-33f de chacune des équerres est orientée vers le sol, parallèlement à la face inférieure 3b du mât et les faces inférieures des secondes ailes 31b-33b des trois équerres sont coplanaires de sorte à former ensemble une surface plane d’accostage S pour la fixation de l’attache moteur avant 10 sous la potence 30.
Chacune des équerres 31-33 comprend un alésage traversant 35, dit alésage vertical, d’axe perpendiculaire au plan de la seconde aile 31b-33b de l’équerre, et qui traverse ladite seconde aile en vue de recevoir une vis de fixation 50 (uniquement représentées à la ) permettant de fixer ensemble l’attache moteur 10 avant et la potence 30. Les axes des alésages verticaux 35 des trois équerres 31-33 sont parallèles entre eux et l’alésage vertical 35 de l’équerre centrale 33 a un axe compris dans le plan médian longitudinal V et est perpendiculaire à l’axe longitudinal X.
En outre, chaque équerre latérale 31,32 comprend un pion de cisaillement 36 s’étendant depuis la face inférieure 31f-32f de sa seconde aile 31b-32b, et destiné à venir en prise avec l’attache moteur avant 10. Chaque pion de cisaillement 36 prend la forme d’un cylindre. Les pions de cisaillement 36 des deux équerres latérales 31-32 s’étendent parallèlement l’un et l’autre, et ont leurs axes longitudinaux parallèles aux axes des alésages verticaux 35.
De préférence, le plan médian longitudinal V est un plan de symétrie pour la potence 30 fixée au mât 3 (les deux équerres latérales sont ainsi symétriques l’une de l’autre par rapport au plan médian longitudinal V) et ce, afin de répartir équitablement les efforts transmis du moteur 5 au mât 3 au travers de l’attache moteur avant 10 et de la potence 30. Ainsi, suivant cette symétrie, dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 à 4, on note que selon une direction perpendiculaire au plan médian longitudinal V et dirigé vers l’extérieur du mât 3, et de manière similaire de chaque côté de ce plan V, l’alésage vertical 35 de la équerre centrale 33 est suivi par un pion de cisaillement 36 d’une équerre latérale 31-32, lui-même suivi par l’alésage vertical 35 de la équerre latérale 31-32.
En relation avec la , l’attache moteur avant 10 comprend une poutre 11 fixée à la potence 30 et deux biellettes latérales 12,13 arrangées sur deux extrémités latérales opposées de la poutre 10 et de manière symétrique par rapport au plan médian longitudinal V, pour la fixation de la poutre 11 au moteur 5.
La poutre 11 comprend une surface supérieure 14 sensiblement plane dans son étendue radialement extérieure et qui s’interface avec la surface d’accostage S lorsque l’attache moteur avant 10 est fixée à la potence 30.
L’attache moteur avant 10 est ainsi suspendue sous la potence 30, ce qui permet une intégration compacte en diminuant l’encombrement vertical (en Z) de l’installation de l’attache moteur avant 10 par rapport aux attaches moteurs avant de l’art antérieur qui sont fixées sous le longeron inférieur 3b du mât 3. L’encombrement vertical de l’installation de l’attache moteur avant 10 sur le mât 3 selon l’invention est d’autant réduit que la plus petite distance selon l’axe vertical Z entre la surface d’accostage S et le longeron inférieur 3b du mât est grande.
Afin de réaliser l’interfaçage de la poutre 11 avec la surface d’accostage S de la potence 30, la surface supérieure 14 de la poutre 11 est percée d’alésages radiaux 15,16 permettant de recevoir les pions de cisaillement 36 de la potence 30 et les vis 50. La poutre 11 comprend ainsi trois premiers alésages radiaux 15 pour le passage des vis 50, et deux seconds alésages radiaux 16 pour recevoir les pions de cisaillement 36. Lorsque l’attache moteur avant 10 et convenablement fixée à la potence 30, les axes des premiers alésages radiaux 15 sont alignés avec les axes des alésages verticaux 35 des équerres 31-33, et les axes des seconds alésages radiaux 16 sont alignés avec les axes longitudinaux des pions de cisaillement 36.
Pour assurer la fixation de la potence 30 et de la poutre 11 une fois cette dernière en place sous la potence 30, la poutre 11 comprend sur sa face avant 11a, c’est-à-dire sa face tournée en regard de la direction d’avancement F, trois ouvertures axiales 17. Chaque ouverture axiale 17 s’étend sensiblement selon la direction longitudinale X et est agencée pour se croiser avec un premier alésage radial 15 prévu pour le passage d’une vis 50.
Des écrous cylindriques de type barillet 51 (barrel nut en anglais, uniquement représentés à la )) sont arrangées à l'intérieur des ouvertures axiales 17. De manière connue, un écrou barillet 51 comprend un orifice taraudé s’étendant perpendiculairement à l’axe longitudinal de l'écrou 51.
Chaque écrou barillet est positionné dans une ouverture axiale 17 de manière à ce que son orifice taraudé soit aligné avec l’axe du premier alésage radial 15 associé à l’ouverture axiale 17. Pour faciliter ce positionnement, l’écrou 51 comprend une fente (non représentée) arrangée sur la face opposée à la face par laquelle l’écrou 51 a été introduit dans l’ouverture axiale. Cette fente permet à un opérateur, en utilisant un tournevis, de faire pivoter l’écrou 51 dans l’ouverture axiale 17 pour aligner l’orifice taraudé de l’écrou 51 avec l’axe du premier alésage radial 15.
Une fois les opérations effectuées, des vis 50 sont mises en place dans les alésages verticaux 35 des équerres 31-33. Pour chaque équerre 31-33, la tige filetée de la vis 50 traverse successivement la seconde aile 31b-33b de l’équerre et un premier alésage radial 15 de la poutre 11 pour se visser dans l’écrou barillet 51, tandis que la tête de la vis 50 vient s’appuyer contre la seconde aile 31b-33b de l’équerre. Chaque vis 50 et l’écrou barillet 51 associé forment ainsi un boulon de fixation.
La poutre 11 est ainsi fixée par trois boulons de fixations à la potence 30, avec un boulon de fixation pour chaque équerre 31-33. La répartition des boulons de fixation facilite l’accès pour le serrage et le desserrage par l’extérieur du mât 3. En outre, l’indépendance mécanique des trois équerres 31-33 et la fixation de la poutre 11 à chaque équerre 31-33 par un boulot 51 permet à l’assemblage entre le mât 3 et l’attache moteur avant 10 d’être opérationnelle même en cas de casse de l’un des boulons de fixation.
Chaque biellette latérale 12,13 est fixée par un point de liaison L1 à la poutre 11 et par un point de liaison L2 à une ferrure 52 solidaire du moteur 5. On notera qu’à titre d’exemple, dans le mode de réalisation représenté sur la , que la ferrure 52 est solidaire du moyeu du carter intermédiaire du moteur. Une autre disposition est possible sans sortir du cadre de l’invention, notamment que la ferrure 52 soit solidaire du carter de soufflante qui entoure cette dernière.
Pour chaque biellette latérale 12,13, chaque point de liaison L1, L2 à la poutre et à la ferrure du mat est constitué par une chape réalisée, respectivement dans la poutre 11 et la ferrure 52, par un alésage traversant la biellette latérale 12, 13 et par un axe de cisaillement simple (non représenté) qui traverse la chape et s’emmanche dans l’alésage de la biellette 12,13 à travers une liaison rotule.
On notera que pour réduire l’encombrement de l’attache moteur avant 10, les biellettes 12,13 sont fixées au moteur dans un schéma de fixation convergent, c’est à dire que les axes longitudinaux des deux biellettes 12, 13 tendent à se diriger vers l’axe longitudinal du moteur 5. Cette réduction d’encombrement permet de réduire les formes aérodynamiques du carénage qui viendra recouvrir le mât 3, et ainsi contribuer à réduire la trainée de l’aéronef.
Pour une meilleure sécurité, l’attache moteur avant 10 comporte un point de liaison L3 supplémentaire entre la poutre 11 et la ferrure 52 solidaire du moteur 5. Ce point de liaison supplémentaire L3 prend la forme d’un point de fixation de sécurité en attente (dit « fail-safe » en langue anglo-saxonne) qui permet un doublement des chemins d’effort afin de compenser une défaillance d’au moins une des biellettes 12,13. Ainsi l’attache moteur avant intègre les chemins d’efforts principaux sollicités lors de cas d’utilisations dit ‘nominaux’ et les chemins d’efforts secondaires ou ‘fail-safe’ sollicités lors de cas d’utilisations dit ‘panne’ ou ‘cassés’ du chemin principal.
Ce point de liaison supplémentaire L3 est constitué d’une chape réalisée dans la ferrure 52 du moteur 5 et d’un axe de liaison (non représenté) emmanché dans ladite chape et qui traverse un alésage de la poutre 11 dont le diamètre est supérieur au diamètre de l’axe de liaison. L’alésage de la poutre 11 a un axe parallèle à l’axe longitudinal X et est compris dans le plan médian longitudinal V. En fonctionnement normal, il n’y a aucun contact entre l’axe de liaison et la poutre 11, et en cas de rupture de l’une des biellettes 12, 13 ou de la liaison L1,L2 d’une des biellettes au moteur 5 ou à la poutre 11, la ferrure 52 va se déplacer et l’axe de liaison vient alors en contact avec la poutre 11.

Claims (5)

  1. Assemblage avant d’un moteur (5) avec un mât (3) d’aéronef, le mât (3) s’étendant d’avant en arrière selon un axe longitudinal (X) et comprenant une nervure avant (3d) formant une face avant du mât et s’étendant perpendiculairement à un plan médian longitudinal (V) du mât (3), l’assemblage comprenant une attache moteur avant (10) fixé à l’avant du mât et assurant une liaison mécanique entre le moteur (5) et le mât (3), caractérise en ce que l’attache moteur avant (10) est fixée à la nervure avant du mât (3) au moyen d’une potence (30) sous laquelle l’attache moteur avant (10) est suspendue, la potence (30) comprenant une surface plane d’accostage (S) à laquelle l’attache moteur avant (10) est fixée, la surface plane d’accostage (S) s’étendant vers l’avant du mât (3) et perpendiculairement à la nervure avant (3d).
  2. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’attache moteur avant (10) comprend une poutre (11) fixée à la potence (30) et deux biellettes latérales (12,13) arrangées sur deux extrémités latérales opposées de la poutre (10) et de manière symétrique par rapport au plan médian longitudinal (V), chaque biellette latérale (12, 13) étant fixée d’une part au moteur (5) et d’autre part à la poutre (11).
  3. Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’attache moteur avant (10) comporte un point de liaison supplémentaire (L3) entre la poutre (11) et le moteur (5), et en ce que le point de liaison supplémentaire (L3) est situé entre les deux bielles latérales (12,13) et est constitué d’une chape solidaire du moteur (5) et d’un axe de liaison emmanché dans ladite chape, l’axe de liaison traversant un alésage de la poutre (11), l’alésage de la poutre (11) ayant un axe parallèle à l’axe longitudinal (X) et compris dans le plan médian longitudinal (V).
  4. Assemblage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la potence (30) est formée par un ensemble de trois équerres (31-33) arrangées à la suite selon une direction perpendiculaire au plan médian longitudinal (V), chacune des équerres (31-33) étant fixée à la nervure avant (3d) indépendamment des autres équerres (31-33) et l’attache moteur avant (10) étant fixée à chacune des équerres (31-33), chacune des équerres (31-33) comprenant une face inférieure plane (31f-33f), lesdites faces inférieures (31f-33f) étant coplanaires et formant ensembles la surface plane d’accostage (S).
  5. Assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’ensemble de trois équerres (31-33) comprend une équerre centrale (33) et deux équerres latérales (31-32), avec une équerre latérale (31,32) arrangée de chaque côté de la équerre centrale (33), chaque équerre latérale (31,32) comprenant un pion de cisaillement (36) s’étendant hors de sa face inférieure (31f-32f) et venant en prise avec l’attache moteur avant (10).
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