BR112017004954B1

BR112017004954B1 - Processo e dispositivo de montagem de um motor em um pilar de aeronave

Info

Publication number: BR112017004954B1
Application number: BR112017004954-6A
Authority: BR
Inventors: Mario LAMBEY; Bruno Albert Beutin; Marc Patrick Tesniere
Original assignee: Safran Aircraft Engines
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2022-08-30
Also published as: US10486819B2; FR3025782B1; CA2960869A1; RU2690834C2; EP3194272A1; WO2016042264A1; FR3025782A1; CA2960869C; CN107074370B; US20170259928A1; RU2017109393A3; EP3194272B1; CN107074370A; RU2017109393A; BR112017004954A2

Abstract

PROCESSO E DISPOSITIVO DE MONTAGEM DE UM MOTOR EM UM PILAR DE AERONAVE. A invenção tem como objeto um processo de montagem de um motor (1) em um pilar (3) de aeronave que compreende órgãos (31) de suspensão do motor solidários do pilar, o motor sendo solidário de um berço (6) de suspensão pelo qual ele é suspenso ao pilar, o processo compreendendo uma etapa de içamento do motor de acordo com uma direção vertical até o pilar e depois uma etapa de acostamento do pilar por um deslocamento do motor de acordo com uma outra direção, caracterizado pelo fato de que é fixada previamente ao pilar, prendendo-se a mesma aos ditos órgãos (31) de suspensão, uma peça intermediária (7) que apresenta uma interface destinada a operar junto com uma interface complementar prevista no berço (6) de modo a posicionar o berço em relação à peça intermediária no final do acostamento do pilar. A invenção tem também como objeto o dispositivo de execução do processo.

Description

DOMÍNIO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere ao domínio dos turbomotores, tais como os turborreatores ou turbopropulsores e visa a montagem dos mesmos em um avião. Ela se aplica mais especialmente à montagem de um motor em um pilar solidário do avião. ESTADO DA TÉCNICA

[0002] No âmbito de um desenvolvimento que tem como objeto uma disposição dos motores de propulsão, foi proposto ligar os motores à fuselagem, notadamente na parte de trás por intermédio de pilares. A suspensão dos motores compreende vantajosamente um berço que forma interface com o pilar e uma estrutura de ligação do berço com o motor. Deve ser notado que a ligação do berço ao pilar compreende um par de eixos horizontais solidários do pilar que são encaixados em orelhas solidárias do berço como é visto na figura 1. Esse tipo de disposição permite uma instalação dos equipamentos mais fácil assim como uma compensação de esforços equilibrada. Por outro lado ele permite instalar o motor em um pilar que pode apresentar uma inclinação, em especial para cima, em relação à horizontal.

[0003] Nesse caso entretanto, um problema se apresenta por ocasião da instalação do motor sobre o avião; operação que é designada também como montagem no avião. A montagem do motor sobre o avião já é em si uma operação delicada pois a suspensão e o pilar devem ser ligados um ao outro com uma grande precisão. A precisão da posição de um motor em relação ao avião é essencial, tanto de um ponto de vista mecânico quanto de um ponto de vista aerodinâmico e dos desempenhos do avião. É observado que a interface entre o motor e o pilar, a orientação do motor, assim como a estrutura de ligação impõem que se tenha os elementos da suspensão pré-instalados no motor antes da operação de montagem sobre o avião.

[0004] Nessa configuração, a operação de içamento do motor impõe também aliar dois deslocamentos: primeiramente uma translação vertical do motor para levá-lo exatamente à altura correta e depois uma translação horizontal de trás para a frente para permitir que os órgãos de suspensão do motor solidários do pilar, quer dizer que pertencem ao pilar, formem corretamente uma interface com as suspensões. No entanto o sistema de elevação sendo constituído por uma ponte levante e por lingas, essa operação apresenta o risco de uma danificação dos órgãos de suspensão sobre o pilar, o que acarretaria uma imobilização suplementar do avião. Os órgãos de suspensão solidários do pilar podem compreender eixos horizontais e eventuais blocos flexíveis de amortecimento das vibrações.

[0005] As técnicas de montagem de motor com içamento por lingas e deslocamentos por translações verticais e horizontais são em si conhecias. Um exemplo de modo de operação é descrito no pedido de patente WO2012172208 depositado em nome da presente requerente. A solução proposta nesse documento não permite resolver o problema de proteção de certos órgãos do avião.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[0006] O presente depositante se fixou como objetivo corrigir esse problema e reduzir os riscos de danificação ligados à montagem dos motores nos aviões.

[0007] Esse objetivo é alcançado executando-se para isso o processo de acordo com a invenção.

[0008] É assim que o processo de montagem de um motor em um pilar de aeronave que compreende órgãos de suspensão do motor solidários do pilar, o motor sendo solidário de um berço de suspensão pelo qual ele é suspenso ao pilar, o processo compreendendo uma etapa de içamento do motor de acordo com uma direção vertical até o pilar e depois uma etapa de acostamento do pilar por um deslocamento do motor de acordo com uma outra direção, é caracterizado pelo fato de que é fixada previamente ao pilar, prendendo-se a mesma aos ditos órgãos de suspensão, uma peça intermediária que apresenta uma interface destinada a operar junto com uma interface complementar prevista no berço de modo a imobilizar em posição o berço em relação à peça intermediária no final do acostamento do pilar.

[0009] As duas interfaces são de preferência dispostas de tal modo para que o acostamento possa ser realizado por translação perpendicularmente ao eixo do motor e a translação do acostamento é de preferência efetuada em um plano horizontal. De modo a garantir um acostamento sem choque, o berço é guiado e imobilizado em posição em relação à peça intermediária por meio de piões de centragem previstos em uma das duas interfaces, os piões operando junto com orifícios de centragem feitos na outra interface. O processo de fixação compreende uma etapa de fixação do berço na peça intermediária, uma vez que o berço foi imobilizado em posição em relação à peça intermediária.

[0010] A invenção tem também como objeto o dispositivo para a execução do processo. Ele compreende um berço e uma peça intermediária, o berço sendo disposto para ser fixado ao motor por uma estrutura de ligação e a peça intermediária sendo disposta para ser fixada ao pilar independentemente do berço. Esse dispositivo compreende de preferência também um meio de fixação do berço à peça intermediária. Esse último meio de fixação compreende notadamente parafusos e porcas que ligam o berço à peça intermediária.

[0011] De maneira a facilitar o acostamento o dispositivo compreende um meio de imobilização em posição do berço sobre a peça intermediária. De acordo com uma outra característica a peça intermediária do dispositivo compreende meios, tais como orelhas dispostas para operar junto com os órgãos de suspensão, tais como eixos, solidários do pilar.

[0012] A invenção tem também como objeto o conjunto de uma aeronave e de pelo menos um motor, o motor sendo fixado a um pilar inclinado para cima por intermédio do dispositivo acima.

APRESENTAÇÃO DAS FIGURAS

[0013] A invenção será melhor compreendida, e outros objetivos, detalhes, características e vantagens dessa última aparecerão mais claramente com a leitura da descrição explicativa detalhada que vai se seguir, de um modo de realização da invenção dado a título de exemplo puramente ilustrativo e não limitativo, em referência aos desenhos esquemáticos anexos.

[0014] Nesses desenhos: - a figura 1 é uma representação de um conjunto formado por um motor e um pilar de ligação à fuselagem de um avião; - A figura 2 mostra uma estrutura de fixação de um motor a um pilar, que apresenta inconvenientes que a invenção visa resolver; - A figura 3 mostra uma perspectiva explodida uma disposição para a execução do processo de acordo com a invenção; - A figura 4 mostra o motor com o berço da disposição sozinho; - A figura 5 mostra uma fase de montagem de acordo com a invenção do motor sobre o pilar.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UM MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[0015] A figura 1 representa um motor 1, por exemplo de tipo “open rotor” com sua nacela giratória, representada aqui sem as hélices. O motor é montado em um pilar 3 que é próprio para ser fixado à fuselagem de um avião, não visível aqui, formando assim um ângulo não nulo com um plano horizontal. Na figura 2, é visto um exemplo de berço 5 de suspensão desenvolvido pela requerente e que permite assegurar a fixação do motor 1 no pilar 3. O motor, aqui de tipo “open rotor”, é representado de modo esquemático por uma parte cilíndrica dianteira que representa o gerador de gás e uma parte cilíndrica traseira de maior diâmetro que representa a turbina de potência. As hélices não carenadas, tipicamente duas hélices contrarrotativas, não estão representadas. O berço 5 é prolongado no lado do motor por uma estrutura de ligação com braços 51, 53 que ligam uma plataforma 54, ou equivalente, do berço a diversos pontos de engate no motor situados em elementos de cárter estruturais, tais como a carcaça do gerador de gás na parte dianteira e o cárter traseiro que leva as hélices. No lado oposto da plataforma estão situados os meios de fixação ao pilar. Trata-se aqui também, de orelhas 55 radiais dispostas em alinhamento coaxial e nas quais são deslizados eixos 31 coaxiais que constituem órgãos de suspensão solidários do pilar, pilar esse que não está de outro modo representado na figura 2. Os eixos 31 fazem parte do pilar e constituem meios de engate do motor no pilar.

[0016] Meios não representados asseguram a compensação dos esforços axiais entre o motor e o pilar. Por outro lado, um braço 57 da plataforma, perpendicular a essa última e no qual uma das orelhas 55 é formada, age como um braço de alavanca que tem como eixo pivô o eixo comum das orelhas 55. Ele permite compensar os esforços verticais transmitidos pelo motor ao pilar, notadamente o peso do motor. Esse braço 57 da plataforma é montado sobre o pilar de modo a impedir qualquer rotação da plataforma em torno dos eixos 31. O pilar pode compreender um caixão estruturante sobre o qual são fixados os eixos 31 e uma interface adaptada para receber o braço da plataforma. A carenagem do pilar 3 visível na figura 1 é colocada no lugar sobre o caixão depois da conexão do berço 5 ao caixão.

[0017] De acordo com um modo de montagem inicialmente considerado e depois abandonado pela requerente, o berço é primeiro fixado ao motor por intermédio da estrutura de ligação, e depois o conjunto é colocado no lugar sobre o pilar. Para isso, o motor é apresentado por exemplo sobre um carro de transporte que é disposto substancialmente sob a extremidade distal do pilar, e depois o motor é preso a um elevador, tal como uma ponte levante, e ele é içado verticalmente para levá-lo substancialmente à mesma altura que os eixos 31, ver a flecha Fv. O elevador compreende por exemplo um balancim que tem a forma de uma viga horizontal da qual uma extremidade é ligada por lingas ao cárter da turbina de potência e a extremidade oposta é ligada por lingas ao cárter do gerador de gás. Desse modo, o motor pode ser deslocado ao mesmo tempo em que seu eixo é mantido horizontal.

[0018] No entanto, em razão do fato de que o pilar 3 forma um ângulo não nulo com um plano horizontal, o simples içamento do motor, quer dizer unicamente uma translação de baixo para cima, não é suficiente. De fato, o deslocamento do berço 5 é atrapalhado pelo pilar e em especial pelos órgãos de suspensão que compreendem os eixos 31 do pilar. O içamento do motor deve portanto levar o berço 5 para uma posição afastada dos eixos 31 e ser acompanhado por uma translação na direção do pilar para aproximar o motor do pilar. Em especial aqui, as posições relativas do motor e do pilar devem permitir um simples deslocamento horizontal de acordo com o eixo xx do motor, ver a flecha Fh. Com esse objetivo os eixos 31 devem ser posicionados de maneira a serem coaxiais com os eixos das orelhas 55. Por ocasião dessa translação que constitui uma etapa de acostamento do pilar, é preciso evitar que o berço 5 venha se chocar com os eixos 31 que correriam o risco de ser danificados, considerando a massa do conjunto deslocado, que necessita de uma intervenção sobre o pilar. O conserto do pilar acarretaria custos suplementares elevados.

[0019] É evidente que esse modo de montagem, considerado inicialmente, não é satisfatório: o risco de danificar os eixos 31 do pilar por ocasião dos deslocamentos é grande; por outro lado o içamento é acompanhado por vários deslocamentos em direções diferentes, o que complica a execução da montagem e necessita de um dispositivo para deslocar horizontalmente o elevador de acordo com pelo menos duas direções.

[0020] A requerente buscou portanto uma solução para corrigir esses inconvenientes. Essa última é representada nas figuras 3, 4 e 5.

[0021] O dispositivo da invenção compreende um berço 6 e uma peça intermediária 7. O berço 6 compreende ele próprio uma plataforma 64 ou equivalente, que é prolongada no lado do motor por uma estrutura de ligação 61, 63.

[0022] Essa estrutura de ligação é formada, por exemplo, pelas ligações traseiras 61 ao cárter traseiro que leva as hélices no caso de um “open rotor” e pelas ligações dianteiras 63 à carcaça do gerador de gás. A instalação da estrutura de ligação não faz parte da invenção e não será detalhada. Qualquer estrutura que assegure pelo menos a função de ligação do berço ao motor convém.

[0023] O berço 6 compreende, também, no lado oposto à estrutura de ligação, um meio que assegura a fixação ao pilar por intermédio da peça intermediária 7. A plataforma 64 do berço é interfaceada de maneira a poder ser adaptada na peça intermediária 7 e fixada a essa última por qualquer meio amovível apropriado tal como por atarraxamento ou aparafusamento. A figura 4 mostra parafusos 66 em posição para ser atarraxados em orifícios correspondentes feitos na plataforma da peça intermediária 7.

[0024] A peça intermediária 7 compreende uma plataforma ou equivalente 74 interfaceada no lado do berço de maneira a poder ser adaptada e fixada sobre o berço 6. Por exemplo, a plataforma 74 pode apresentar superfícies planas que constituem superfícies de apoio para superfícies planas correspondentes da plataforma 64 do berço. A peça intermediária 7 é interfaceada no lado do pilar de maneira a poder ser montada sobre os órgãos de suspensão do motor, solidários do pilar, e em especial sobre os eixos 31 desses órgãos de suspensão. Essa última interface compreende duas orelhas 75 disposta para receber os eixos 31. Eventualmente essa ligação compreende blocos flexíveis, que podem ser por exemplo blocos feitos de material elastomérico ou feitos de metal trançado, que permitem atenuar as vibrações do motor transmitidas à cabine do avião. Um bloco flexível pode ser integrado entre um eixo 31 do pilar e uma orelha 75 da peça intermediária 7. A peça intermediária é de acordo com esse modo de realização provida de um braço 77 do qual a função é compensar os esforços verticais transmitidos pelo motor ao pilar. Esse braço 77 é fixado sobre o pilar de maneira a impedir qualquer rotação da peça intermediária 7 em torno dos eixos 31 solidários do pilar.

[0025] Piões de centragem 67 são aqui previstos sobre a plataforma 64 do berço, e são próprios para operar junto com orifícios de centragem correspondentes (não representados) previstos na plataforma 74 da peça intermediária 7 de maneira a facilitar a montagem e a colocação no lugar do motor sobre o pilar. Em alternativa, os piões de centragem poderiam ser previstos sobre a plataforma da peça intermediária, e os orifícios de centragem correspondentes previstos na plataforma do berço.

[0026] As operações de montagem são as seguintes.

[0027] É primeiramente fixado o berço 6 sobre o motor enquanto esse último está ainda no solo. É fixada a peça intermediária 7 sobre o pilar 3 introduzindo para isso os eixos 31 desse último nas orelhas 75 da peça intermediária e os braços 77 em seu alojamento no pilar. A posição da peça intermediária 7 em torno dos eixos 31 é assim determinada: nenhuma rotação é possível.

[0028] Dispõe-se em seguida o motor equipado com o berço 6, substancialmente perpendicularmente à extremidade distal livre do pilar. O motor é orientado em torno de seu eixo de maneira a que a interface livre de sua plataforma 64 seja paralela à interface livre da plataforma 74 da peça intermediária. Como é visto na figura 5, o motor é içado por translação vertical, ver a flecha Tv, até o nível da peça intermediária 7 já no lugar sobre o pilar. O motor é em seguida deslocado perpendicularmente a seu eixo por translação horizontal, ver a flecha Th, na direção da peça intermediária 7. Os piões de centragem 67 se estendem preferivelmente de modo paralelo à direção horizontal de translação, para se encontrarem cada um deles substancialmente alinhado com o eixo do orifício de centragem correspondente previsto na plataforma 74 da peça intermediária 7. Os piões e os orifícios de centragem asseguram assim o posicionamento correto do berço em relação à peça intermediária por ocasião da translação horizontal. Uma vez que as duas plataformas 64 e 74 estão em contato uma contra a outra e posicionadas em batente uma em relação à outra graças à complementaridade das interfaces do berço e da peça intermediária, é possível ligar as duas plataformas uma na outra por meio de parafusos 66.

[0029] Em outros termos, a peça intermediária 7 apresenta uma interface própria para operar junto com uma interface complementar prevista no berço 6 de modo a assegurar a imobilização em posição do berço em relação à peça intermediária no fim da etapa de acostamento do pilar. Graças a essa imobilização, as plataformas respectivas 64 e 74 do berço e da peça intermediária podem ser ligadas uma na outra sem risco de deslocamento relativo de uma em relação à outra por ocasião da operação de ligação, em especial sem risco de deslizamento intempestivo de uma plataforma sobre a outra enquanto os parafusos de fixação são colocados no lugar. Basta por ocasião da operação de ligação manter o aparelho de elevação na posição de fim de acostamento. Um eventual pequeno deslocamento acidental do aparelho de elevação em relação ao pilar não acarretará deslocamento do berço 6 sobre a peça intermediária 7, graças à operação conjunta das duas interfaces.

[0030] No modo de realização descrito no presente pedido, a interface da peça intermediária 7 compreende a plataforma 74 e os orifícios (não representados) que correspondem aos piões de centragem 67. A interface complementar do berço 6 compreende a plataforma 64 e os piões de centragem 67. Fica entendido que as duas interfaces podem ser realizadas por outras disposições que não compreendem plataformas e/ou piões de centragem, uma vez que essas disposições permitem posicionar o berço em relação à peça intermediária no fim da etapa de acostamento do pilar. Por exemplo, uma superfície que apresenta uma parte saliente poderia ser prevista no lugar da plataforma da peça intermediária 7, e uma superfície que apresenta uma parte cavada na qual a saliência vem se encaixar poderia ser prevista no lugar da plataforma do berço.

[0031] A solução da invenção permite assim uma montagem dos motores simples de executar, que reduz ao mínimo o risco de danificar os órgãos de suspensão do motor solidários do pilar, graças notadamente à peça intermediária da qual a fixação sobre o pilar não apresenta nenhum problema especial e pode ser efetuada com uma segurança ótima para o pilar.

Claims

1. Processo de montagem de um motor (1) em um pilar (3) de aeronave que compreende órgãos (31) de suspensão do motor solidários do pilar, o motor sendo solidário de um berço (6) de suspensão pelo qual é suspenso ao pilar, o processo compreendendo uma etapa de içamento do motor de acordo com uma direção vertical até o pilar e depois uma etapa de acostamento do pilar por um deslocamento do motor de acordo com uma outra direção, caracterizado pelo fato de que é fixada previamente ao pilar, prendendo-se a mesma aos ditos órgãos (31) de suspensão, uma peça intermediária (7) que apresenta uma interface destinada a operar junto com uma interface complementar prevista no berço (6) de modo a imobilizar em posição o berço em relação à peça intermediária no final do acostamento do pilar.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor se estende de acordo com um eixo e as duas interfaces são dispostas de tal modo para que o acostamento possa ser realizado por translação perpendicularmente ao eixo do motor.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a translação é efetuada em um plano horizontal.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que por ocasião do acostamento o berço é guiado e posicionado em relação à peça intermediária por meio de piões (66) de centragem previstos sobre uma das duas interfaces, os ditos piões (66) operando junto com orifícios de centragem feitos na outra interface.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de fixação do berço (6) à peça intermediária (7) uma vez que o berço está imobilizado em posição em relação à peça intermediária.

6. Dispositivo para a execução do processo, tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende um berço (6) e uma peça intermediária (7), o berço sendo disposto para ser adaptado ao motor por uma estrutura de ligação (61, 63) e a peça intermediária (7) sendo disposta para ser montada sobre o pilar (3) independentemente do berço (6).

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ele compreende um meio de fixação do berço à peça intermediária.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o meio de fixação compreende cavilhas ou parafusos e porcas (66) que ligam o berço à peça intermediária.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende um meio de imobilização em posição do berço sobre a peça intermediária.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que a peça intermediária compreende orelhas dispostas para operar junto com órgãos (31) de suspensão solidários do pilar.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os órgãos (31) de suspensão compreendem eixos horizontais fixados ao pilar.

12. Conjunto de uma aeronave e de pelo menos um motor, caracterizado pelo fato de que o motor é fixado a um pilar por intermédio de um dispositivo, tal como definido em qualquer uma das reivindicações 6 a 11.