CA2812373A1 - Ensemble d'accrochage d'une suspension d'un ensemble propulsif d'aeronef - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un ensemble d'accrochage d'une suspension d'un ensemble propulsif d'aéronef destiné à être suspendu à un élément de structure d'un aéronef, ledit ensemble propulsif comprenant un turboréacteur présentant un axe longitudinal, ledit ensemble d'accrochage comprenant au moins une chape d'accrochage (100) de la suspension à un carter (120) dudit ensemble propulsif caractérisé en ce que la chape d'accrochage (100) est fixée audit carter (120) par des moyens adaptés pour former une liaison entre ladite chape d'accrochage (100) et ledit carter (120) à la périphérie extérieure dudit carter (120).

Description

Ensemble d'accrochage d'une suspension d'un ensemble propulsif d'aéronef La présente invention concerne une suspension d'un ensemble propulsif d'aéronef à un élément de structure de l'aéronef, telle qu'une aile ou le fuselage de cet aéronef par exemple et, plus particulièrement un ensemble d'accrochage de cette suspension sur ledit ensemble propulsif.
Un ensemble propulsif pour un aéronef comprenant un moteur à
turboréacteur à double flux monté à l'intérieur d'une nacelle délimitant une veine d'écoulement d'un flux secondaire peut être monté à divers endroits de l'avion en étant accroché à un mât appartenant à la structure de ce dernier.
Il peut ainsi être suspendu sous les ailes, fixé au fuselage ou monté
dans l'empennage par des moyens d'accrochage qui permettent de transmettre à cette aile notamment les efforts mécaniques entre le moteur et la structure de l'avion, efforts générés par le moteur et efforts en provenance de la nacelle transmis par le moteur pendant ses différents régimes de fonctionnement.
Les charges à prendre en considération sont orientées selon les trois directions principales (forces et moments). Ce sont notamment les charges massiques ou d'inertie du moteur, sa poussée, les charges aérodynamiques et les charges dues à un fonctionnement incidentel ou accidentel (Fan blade Off, crash,...). Les charges à transmettre comprennent aussi la reprise du couple de rotation autour de l'axe du moteur.
Ces moyens d'accrochage doivent en outre absorber les déformations subies par le moteur pendant les différentes phases du vol en raison notamment des variations dimensionnelles dues aux dilatations ou contractions thermiques et des sollicitations mécaniques.
Un mode de suspension, par exemple, consiste à accrocher le moteur à un mât agencé entre le turboréacteur et l'aile de l'aéronef ayant une forme de caisson allongé et rigide capable de transmettre les efforts (forces et moments) selon les trois directions axiale, latérale et verticale entre le turboréacteur et la structure de l'aéronef, l'axe étant celui du moteur.

2 Ce mât s'étendant dans un plan vertical passant par l'axe longitudinal du moteur comprend des moyens de suspension du moteur par lesquels passent tous les efforts (forces et moments) transmis entre le moteur et l'aéronef.
Ces moyens de suspension comprennent une attache moteur amont fixée en particulier sur le carter intermédiaire du turboréacteur et une attache moteur aval fixée en particulier sur le carter d'échappement du turboréacteur.
Ces attaches sont montées sur les carters susmentionnés par l'intermédiaire de chapes d'accrochage 100 montées sur les carters, comme illustré dans un exemple particulier du carter intermédiaire 120 de l'art antérieur sur la figure 3.
On observe, sur cette figure, qu'une chape d'accrochage 100 est fixée sur la virole externe 121 de carter intermédiaire 120 par des moyens de fixation 160 traversant radialement la virole externe du carter 120.
Ces moyens de fixation 160 comprennent des moyens de vissage de type vis écrous.
Ces moyens de fixation traversent, également, les aubes de redressement de flux 125 fixées au carter intermédiaire 120 dans la mesure où
les chapes 100 sont montées en regard de ces aubes 125.
Or, un tel montage des chapes d'accrochage 100 sur un carter 120 n'est pas satisfaisant.
Les contraintes exercées à l'interface entre le carter intermédiaire 120 et la chape d'accrochage 100 peuvent engendrer, dans le cadre de carter formé de matériau composite, une détérioration de la structure composite, tel qu'un délaminage.
La fiabilité des montages des chapes d'accrochage sur le carter s'en trouve affectée Ce montage impose également la dépose des suspensions et donc du moteur si on souhaite démonter une aube de redressement 125.
Un but de la présente invention est de pallier les problèmes définis ci-dessus.

3 La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse à ces problèmes.
Il est également désirable de proposer un ensemble d'accrochage permettant de s'affranchir de toute liaison entre les aubes de redressement de flux et les chapes d'accrochages de la suspension interposée entre l'ensemble propulsif et le mât destiné à le porter.
A cet effet, l'invention propose un ensemble d'accrochage d'une suspension d'un ensemble propulsif d'aéronef destiné à être suspendu à un élément de structure d'un aéronef, ledit ensemble propulsif comprenant un turboréacteur présentant un axe longitudinal, ledit ensemble d'accrochage comprenant au moins une chape d'accrochage de la suspension à un carter dudit ensemble propulsif remarquable en ce que la chape d'accrochage est fixée audit carter par des moyens adaptés pour former une liaison entre la chape d'accrochage et le carter à la périphérie extérieure dudit carter.
Grâce à la présente invention, on limite les risques de détérioration du carter liés aux liaisons de montage du carter avec les chapes d'accrochage, en supprimant toute liaison de montage entre la chape d'accrochage et le carter à l'intérieur dudit carter.
Selon des modes particuliers de réalisation, l'ensemble peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- lesdits moyens sont adaptés pour former une liaison entre la chape d'accrochage et le carter selon un axe parallèle à l'axe longitudinal du turboréacteur ;
- lesdits moyens formant une liaison axiale selon l'axe longitudinal du turboréacteur comprennent :
-au moins un premier oeillet destiné à être solidarisé à la chape d'accrochage -au moins un second oeillet destiné à être solidarisé à la périphérie externe du carter

4 -des moyens de fixation adaptés pour traverser lesdits premier et second oeillets selon l'axe longitudinal du turboréacteur ;
- ledit premier oeillet est réalisé dans une ailette solidaire d'une oreille de la chape ;
- ledit second oeillet est réalisé dans un élément de structure extérieur périphérique du carter destiné à porter cet oeillet;
- ledit élément de structure extérieur périphérique du carter est une bride de raccordement, un raidisseur ou une structure dédiée - l'agencement des moyens formant une liaison axiale est identique de part et d'autre de chaque chape d'accrochage ou monté en quinconce;
- le carter est un carter de soufflante, un carter intermédiaire ou un carter d'échappement ;
- ledit élément de structure extérieur périphérique du carter est ménagé sur une virole externe du carter intermédiaire.
L'invention propose également un ensemble propulsif comprenant un turboréacteur suspendu à un élément de structure d'un aéronef par l'intermédiaire d'une suspension comprenant, en outre, un ensemble d'accrochage de ladite suspension sur un carter de l'ensemble propulsif tel que précité.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique latérale d'une suspension d'un système propulsif d'aéronef;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective de chapes d'accrochages d'une suspension montées sur un carter de l'ensemble propulsif de la figure 1 ;
- les figures 3 et 4 sont des vues en coupe de la liaison entre un carter intermédiaire et une chape d'accrochage d'une suspension de l'ensemble propulsif de la figure 1 respectivement de l'art antérieur et selon un mode de réalisation de la présente invention.
Dans toute la description qui va suivre, par convention, on appelle

5 X la direction longitudinale du turboréacteur. D'autre part, on appelle Y la direction assimilable à la direction transversale du turboréacteur, et Z la direction verticale ou de la hauteur, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre-elles.
D'autre part, les termes "amont" et "aval" sont à considérer par rapport à une direction d'avancement de l'aéronef rencontrée suite à la poussée exercée par le turboréacteur.
De façon classique, un ensemble propulsif d'aéronef comprend une nacelle entourant un turboréacteur qui présentent tous les deux un axe longitudinal principal.
Comme cela est connu en soi, le turboréacteur comprend une soufflante délivrant un flux d'air annulaire avec un flux primaire qui alimente le moteur entraînant la soufflante et un flux secondaire qui est éjecté dans l'atmosphère tout en fournissant une fraction importante de la poussée de l'aéronef.
La soufflante est contenue dans un carter extérieur qui canalise vers l'aval le flux secondaire, ce flux traversant une roue entraînée en rotation à l'intérieur d'un carter intermédiaire appartement à une section médiane de la nacelle. Un tel carter est illustré sur la figure 1 avec la référence générale 120.
Pour rappel, la nacelle comprend typiquement une structure amont d'entrée d'air, une structure médiane entourant des aubes de la soufflante du turboréacteur, et une structure aval pouvant incorporer des moyens d'inversion de poussée.
Cette nacelle comporte, par ailleurs, une structure interne comportant un carénage du moteur en aval des aubes de la soufflante et qui définit, avec la structure aval, une veine d'air annulaire au travers duquel le flux d'air secondaire est destiné à circuler, par opposition au flux primaire chaud engendré par le moteur.

6 La soufflante est montée rotative sur un moyeu fixe qui peut être relié au carter de soufflante par une pluralité de bras fixes qui peuvent transmettre une partie des efforts entre le moteur et son support. Dans cette zone, se trouvent des aubes de redressement de flux, appelées aussi OGV
(acronyme de Outlet Guide Vanes ), permettant de redresser le flux secondaire engendré par la soufflante et éventuellement de transmettre les efforts vers le carter de soufflante.
Le carter intermédiaire 120 est ainsi un élément structural qui comprend le moyeu, une virole externe 121 annulaire qui supporte la virole du carter de soufflante à son extrémité aval, les éventuels bras de liaison radiaux qui relient le moyeu à la virole externe 121 et les OGVs.
Par ailleurs, la veine du flux secondaire est délimitée intérieurement par une enveloppe cylindrique qui entoure le corps du moteur et qui s'étend depuis le moyeu du carter intermédiaire 120 jusqu'à un carter d'échappement 30 situé en sortie de la turbine.
Le turboréacteur de l'ensemble propulsif est suspendu à un élément de structure de l'aéronef, sous une aile par exemple, au moyen d'un mât 10 qui s'étend sensiblement dans un plan vertical passant par l'axe longitudinal du turboréacteur, dans l'espace situé entre le corps du moteur et l'aile de l'aéronef. Toutefois, l'invention proposée peut parfaitement à tout autre type d'attache de turboréacteur, par exemple sur le fuselage ou l'empennage.
Ce mât 10 comporte une structure rigide, souvent du type "caisson", c'est-à-dire formée par l'assemblage de longerons supérieurs et inférieurs et de panneaux latéraux raccordés entre eux.
Des moyens de suspension 20 sont prévus pour être interposés entre le turboréacteur et le mât 10, ceci afin de transmettre les efforts (forces et moments) entre le turboréacteur et l'aéronef.
Ces moyens de suspension 20 qui sont l'ensemble des pièces ou organes assurant la fixation du moteur et la transmission des efforts (forces et moments) entre le moteur et le mat 10, comprennent généralement au moins une attache moteur amont 21 entre la virole externe 121 du carter intermédiaire

7 et le mât 20 et une attache moteur aval 22 entre la virole externe 31 du carter d'échappement 30 et le mât 20.
Un dispositif de reprise ou transmission de poussée comprenant deux bielles pouvant être reliées entre elles par un palonnier et montées, par exemple, en amont sur le carter de soufflante et sur l'attache moteur aval peut également être prévu.
Chaque attache moteur amont 21 assure la transmission d'une partie des efforts mécaniques (forces et moments) dans les trois directions entre le turboréacteur et l'aéronef.
Chaque attache moteur aval 22 est agencée pour assurer également une partie des efforts mécaniques (forces et moments).
Ces attaches moteur 21,22 peuvent être réalisées selon toute forme connue de l'homme du métier, telle que, par exemple, celle relative à
l'assemblage de manilles et de ferrures destinées à coopérer avec un système d'articulation, de type bielles.
Ce sont des éléments classiques identiques ou similaires à ceux rencontrés dans l'art antérieur, et connus de l'homme du métier. Par conséquent, il n'en sera fait aucune description détaillée.
L'ensemble de ces attaches moteur 21,22 est généralement isostatique et muni de systèmes fail-safe en termes anglo saxons assurant la redondance de la transmission des efforts (force et moments). Toutefois, des solutions non isostatiques ainsi que des solutions non fail-safe peuvent exister.
Ces deux types d'attaches 21,22 sont montés sur le turboréacteur par l'intermédiaire de chapes d'accrochage 100 fixées sur le carter de soufflante, le carter intermédiaire 120 et/ou le carter d'échappement 30.
En référence aux figures 2 et 4, on observe une chape d'accrochage 100 destinée à coopérer avec les moyens de suspension et, plus particulièrement avec une attache moteur amont prévue pour être fixer à la virole externe 121 du carter intermédiaire 120.
En prenant un exemple d'une attache moteur avec un système d'articulation de type bielles comme illustré sur la figure 1, chaque chape est adaptée pour fixer la virole externe 121 aux extrémités inférieures de

8 biellettes de suspension dont les extrémités supérieures sont montées sur une ferrure 50 disposée dans un plan transversal par rapport à l'axe X du moteur.
Selon l'invention, chaque chape d'accrochage 100 des attaches moteur 20 est fixée sur la circonférence de la virole externe 121 du carter par des moyens adaptés pour former une liaison entre ladite chape d'accrochage 100 et ledit carter 120 à la périphérie externe de la virole 121.
Dans un mode de réalisation, la liaison est une liaison selon un axe parallèle à l'axe X du turboréacteur.
Dans une variante de réalisation, la liaison est selon un axe non parallèle à l'axe X du turboréacteur.
Chaque chape d'accrochage 100 peut être décrite de la façon suivante.
Chaque chape 100 comprend deux oreilles 101 parallèles inclinées par rapport à un plan YZ, et destinées à coopérer avec un élément constitutif des moyens de suspension.
Au moins l'une de ces oreilles 101 est prolongée, par une ailette 102 en saillie dans un plan transversal à l'oreille correspondante 11 et dans un exemple non limitatif dirigée sensiblement selon l'axe X.
Dans cette ailette 102 est ménagée au moins un oeillet 103 adapté
pour recevoir des moyens de fixation 130 destinés à solidariser la chape 100 à
la virole externe 121 du carter intermédiaire 120.
La virole externe 121 du carter intermédiaire 120 comprend, pour sa part, au moins un élément de structure en saillie vers l'extérieur à sa périphérie et de préférence, au moins deux éléments de structure placés respectivement en amont et en aval de la chape d'accrochage 100.
Dans une première variante de réalisation, un tel élément de structure peut être une bride de raccordement 122 en saillie vers l'extérieur à
sa périphérie et, de préférence, au moins deux brides de raccordement 122 placées respectivement en amont et en aval de la chape d'accrochage 100.
Chaque bride de raccordement 122 comprend une portion de raccordement formant bride s'étendant suivant une direction radiale,

9 PCT/FR2011/052307 sensiblement dans un plan YZ, dans laquelle est ménagé au moins un oeillet 123 en regard d'un oeillet 103 de la chape d'accrochage 100.
Il est à noter que les brides de raccordement 122 peuvent être intégrées au carter 120 soit, par exemple, en étant formées d'un seul tenant ou solidarisée par soudage ou rivetage par exemple à ce carter intermédiaire 120.
Chaque bride de raccordement 122 et chaque ailette 102 de la chape 100 sont rendues solidaires par des moyens de fixation 130 adaptés destinés à traverser les oeillets 103,123 en regard dans chacune de la bride 122 et de l'ailette 102, ceci parallèlement à l'axe X du turboréacteur ou non.
Ces moyens de fixation 130 peuvent être tout moyen connu, par exemple, de type moyens de vissage vis-écrou ou tout autre élément adapté
pour solidariser chaque bride 122 de la virole externe 120 avec une ailette de la chape d'accrochage 100.
Il est à noter que les brides de raccordement 122 peuvent être formées en matériaux composites en même temps que le carter 120.
Dans d'autres variantes de réalisation, l'élément de structure en saillie vers l'extérieur à la périphérie de la virole externe 121 du carter intermédiaire 120 peut être un raidisseur ou toute structure dédiée, quelque soit leur longueur et destiné à porter un oeillet.
Tout ce qui a pu être décrit en référence à la variante de réalisation concernant les brides de raccordement 122 peut s'appliquer aux autres variantes de l'élément de structure.
Concernant les moyens de fixation 130, ceux-ci peuvent également jouer le rôle d'éléments de centrage de positionnement.
Il est à noter que, de préférence, comme illustré sur la figure 3, l'agencement des moyens formant une liaison axiale est identique de part et d'autre de chaque chape d'accrochage 100.
Dans des exemples non limitatifs de réalisation, l'agencement des moyens formant une liaison axiale est symétrique ou monté en quiconque de part et d'autre de chaque chape d'accrochage 100.
Dans l'exemple du montage en quinconce, on peut ainsi prévoir deux brides de raccordement circonférentielles de part et d'autre des chapes de suspension dans lesquelles sont ménagées des orifices en quiconque destinés à recevoir les moyens de fixation des brides avec les ailettes des chapes correspondantes, ceci afin de permettre à chacune des chapes de coopérer avec des moyens de liaison axiale décalés de part et d'autre de cette 5 chape.
Par ailleurs, la virole externe 121 du carter intermédiaire 120 est fixée au carter de soufflante 140 à son extrémité amont grâce, également, à
des brides de raccordement 124,141 annulaires périphériques placées, respectivement, sur l'extrémité amont de la virole externe 121 et sur l'extrémité

10 aval du carter de soufflante 140.
Chaque bride de raccordement 124,141 comprend une première portion de raccordement formant bride et s'étendant suivant une direction radiale et une deuxième portion de raccordement tubulaire de forme sensiblement cylindrique s'étendant selon la direction X du turboréacteur, de sorte que la section longitudinale de la bride de raccordement est en forme de L.
Toutefois, d'autres formes de réalisation des brides de raccordement peuvent être proposées.
Chacune des brides de raccordement 124,141 faisant saillie vers l'extérieur à la périphérie de la virole externe 121 et du carter de soufflante 140 sont pressées l'une contre l'autre par des moyens de fixation 150 adaptés, parallèles ou non à l'axe X du turboréacteur et adaptés pour traverser des passages en regard dans chacune des brides de raccordement 124,141.
La bride de raccordement 124 de la virole externe 121 est ainsi reliée par tous moyens connus, tel que des moyens de vissage, à la bride de raccordement 141 du carter de soufflante 140.
Par ailleurs, quelque soit le mode de réalisation, les différentes brides de raccordement 124,141 peuvent être associées à des moyens de centrage permettant d'assurer le centrage du carter intermédiaire 120 par rapport au carter de soufflante 140.

11 Bien évidemment, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation du dispositif décrites ci-dessus à titre d'exemples mais elle embrasse au contraire toutes les variantes possibles.
Ainsi, la présente invention peut être appliquée à tout carter sur lequel sont destinés à être montés des chapes d'accrochage 100 de moyens de suspension d'un ensemble propulsif sur un élément structurel d'aéronef.
Ainsi l'invention s'applique également aux ensembles d'accrochage prévus sur le carter de soufflante ou encore le carter d'échappement, par exemple.
L'homme de l'art appréciera par rapport aux ensembles d'accrochage de l'art antérieur, un ensemble d'accrochage dans lequel les moyens formant la liaison axiale entre chaque chape d'accrochage 100 et le carter 120 sont ménagés, avantageusement, à l'extérieur de la virole externe 120 du carter sur sa périphérie.
On supprime ainsi tout moyen de fixation radial entre la chape d'accrochage 100 et la virole externe 121 du carter intermédiaire 120 permettant ainsi de s'affranchir de toute liaison entre les aubes de redressement de flux et les chapes d'accrochage 100.
Les contraintes hors plan auxquelles sont soumises ces liaisons de montage sont maintenant reprises dans les éléments de structure extérieurs périphériques du carter 120, comme les brides de raccordement 122.
On réduit ainsi les risques de détérioration du carter 120 de type délaminage du matériau composite pouvant former la virole externe 120 du carter intermédiaire.

Claims (10)

1. Ensemble d'accrochage d'une suspension d'un ensemble propulsif d'aéronef destiné à être suspendu à un élément de structure d'un aéronef, ledit ensemble propulsif comprenant un turboréacteur présentant un axe longitudinal, ledit ensemble d'accrochage comprenant au moins une chape d'accrochage (100) de la suspension à un carter (120) dudit ensemble propulsif caractérisé en ce que la chape d'accrochage (100) est fixée sur le carter (120) par des moyens adaptés pour former une liaison entre ladite chape d'accrochage (100) et ledit carter (120) à la périphérie extérieure dudit carter (120).

2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens sont adaptés pour former une liaison entre ladite chape d'accrochage (100) et ledit carter (120) selon un axe parallèle à l'axe longitudinal du turboréacteur.

3. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens formant une liaison axiale selon l'axe longitudinal du turboréacteur comprennent :
- au moins un premier oeillet (103) destiné à être solidarisé à la chape d'accrochage (100) - au moins un second oeillet (123) destiné à être solidarisé à la périphérie externe du carter (100) - des moyens de fixation (130) adaptés pour traverser lesdits premier et second oeillets selon l'axe longitudinal du turboréacteur.

4. Ensemble selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit premier oeillet (103) est réalisé dans une ailette (102) solidaire d'une oreille (101) de la chape d'accrochage (100).

5. Ensemble selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit second illet (123) est réalisé dans un élément de structure extérieur périphérique du carter (120).

6. Ensemble selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément de structure extérieur périphérique est une bride de raccordement, un raidisseur ou une structure dédiée.

7. Ensemble selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que l'agencement des moyens formant une liaison axiale est symétrique de part et d'autre de chaque chape d'accrochage (100) ou monté en quinconce.

8. Ensemble selon l'une des revendications 2 à 7 caractérisé en ce que le carter est un carter de soufflante (140) ou un carter intermédiaire (120) ou un carter d'échappement.

9. Ensemble selon l'une des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que l'élément de structure extérieur périphérique est ménagé sur une virole externe du carter intermédiaire (120).

10. Ensemble propulsif comprenant un turboréacteur suspendu à un élément de structure d'un aéronef par l'intermédiaire d'une suspension comprenant, en outre, un ensemble d'accrochage de ladite suspension sur un carter (120) de l'ensemble propulsif selon l'une des revendications 1 à 9.