FR2959210A1

FR2959210A1 - Palonnier de suspension de turboreacteur d'aeronef et suspension avec accroche-soufflante ainsi equipee

Info

Publication number: FR2959210A1
Application number: FR1053037A
Authority: FR
Inventors: Yoann Marechal
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2011-10-28
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: US20110259997A1; US8622341B2; FR2959210B1

Abstract

L'invention vise à réaliser un palonnier de maître-couple réduit en cas de rupture de bielle de suspension. Pour ce faire, l'invention propose de déplacer les zones de contact vers l'intérieur du palonnier et ainsi réduire son encombrement transversal. Un palonnier (140) de suspension selon l'invention présente une forme de barre (14) d'axe transversal (Y'Y) - symétrique par rapport à un plan (Ps) passant par l'axe de rotation (X'X) du moteur et comporte des liaisons à des bielles de transmission 130a, 130b) entre un carter arrière (15) d'éjection des gaz et un moyeu (11a) de carter avant (11) de la soufflante, et des moyens de liaison centrale (152, 252) à une platine de fixation (150, 250) sur un pylône d'accrochage du moteur. Les liaisons (132a, 132b) du palonnier (140) aux bielles de transmission (130a, 130b) sont agencées aux extrémités transversales (14a, 14b) du palonnier (140), et le palonnier (140, 240) se prolonge, perpendiculairement à l'axe de la barre (Y'Y), par des longerons (141a, 141b) sur une portion suffisante et à une distance déterminée des bords (151c) de la platine (150) pour être apte à servir de butée à la platine, avec un jeu approprié, en cas de torsion autour de la liaison centrale (152) ou de rupture de bielle (130a, 130b).

Description

PALONNIER DE SUSPENSION DE TURBOREACTEUR D'AERONEF ET SUSPENSION AVEC ACCROCHE-SOUFFLANTE AINSI EQUIPEE [0001]L'invention concerne un palonnier de suspension de turboréacteur d'aéronef avec accroche-soufflante, ainsi qu'une suspension de moteur avec accroche-soufflante équipée d'un tel palonnier. [0002]Comme illustré par la vue latérale de la figure 1, un turboréacteur à soufflante se compose d'une manche d'entrée d'air 10 prolongée par un carter avant 11 de grand diamètre logeant la soufflante, ce carter étant suivi en aval de plusieurs carters de flux primaire 12 à 15 û de diamètres sensiblement inférieurs û abritant les étages de compression, la chambre de combustion, les étages de détente dans les turbines et les tuyères d'éjection. Les diamètres des carters de flux primaire peuvent augmenter globalement légèrement d'amont en aval, c'est-à-dire depuis les compresseurs jusqu'aux tuyères d'éjection. [0003] L'air entrant est comprimé dans la soufflante puis divisé en flux concentriques, à savoir le flux primaire entouré d'un flux secondaire. Le flux primaire est comprimé dans les étages de compression, mélangé à un carburant dans la chambre de combustion pour fournir des gaz chauds, puis détendu dans les turbines pour entraîner en rotation la soufflante et les étages de compression, et enfin éjecté pour fournir une poussée. Mais la plus grande partie de la poussée est formée par le flux secondaire qui est directement éjecté soit en combinaison soit séparément du flux primaire. Le rapport des débits entre les deux flux secondaire et primaire, appelé taux de dilution, permet d'augmenter la puissance des moteurs. Or, un rapport important entre les diamètres du carter de la soufflante 11 et les carters du flux primaire 12 à 15 contribue à augmenter le taux de dilution. [0004] Une suspension de moteur, en général sous aile, permet de transférer la charge du moteur à l'aéronef par une structure support intermédiaire appropriée. Classiquement, ce support est un pylône rigide 20 de forme allongée sur lequel l'accrochage du moteur s'effectue avec des viroles externes des carters structuraux : une attache 21 avec le carter avant 11 et une attache arrière 22 avec le carter d'éjection 15. [0005] Les suspensions sont en général conçues pour être « fail-safe » (« à protection totale » en anglais) c'est-à-dire aptes à empêcher la séparation du moteur de l'aéronef. De telles suspensions permettent de gérer différents types de charges : charges verticales (poids du moteur), axiales (poussée), latérales (tremblement des ailes) et de torsions (induites par la rotation du moteur ou par la perte de pale de turbine). Ces suspensions doivent pouvoir également s'adapter aux dilatations et contractions thermiques du moteur, en particulier en régime de croisière. De telles variations thermiques induisent un changement non négligeable dans la direction des charges agissant sur les suspensions. [0006] Dans les suspensions isostatiques « fail-safe », les attaches avant 21 et arrière 22 se composent de liaisons à biellettes 23 et rotules 24 (voir également en figure 2) sur les carters 15 et 11, travaillant en traction dans des plans verticaux perpendiculaires à l'axe de rotation X'X du moteur. Les charges et les moments entre le moteur et le pylône sont ainsi transmis selon le plan de référence opérationnel û formé par l'axe de rotation X'X du moteur, un axe transversal Y'Y et un axe vertical Z'Zû. Une telle suspension est par exemple décrite dans le document de brevet FR 2 925 016. [0007] La suspension fail-safe comporte en particulier des bielles 30 ou autres montures de transmission en poussée entre le moyeu 11 a du carter avant 11 et l'attache arrière 22 du carter d'éjection 15 sur le pylône 20, ou directement sur ce pylône, à proximité de l'attache arrière. [0008] La vue supérieure de la figure 2 montre plus précisément les bielles 30a et 30b montées par des liaisons à rotule 32a, 32b sur un palonnier 40, lui-même articulé par une liaison à rotule 41 sur une languette centrale 50 d'une platine 51 fixée, comme illustré en figure 1, sur l'attache arrière 22.

Dans ces architectures, le palonnier 40 possède une largeur transversale telle telle qu'elle permette également des liaisons 52a, 52b, au-delà des liaisons aux bielles 30a, 30b, avec des prolongements latéraux 53a, 53b de la platine 51. En cas de rupture d'une bielle, par exemple la bielle 30b, la platine 51 pivote dans le sens antihoraire et le jeu entre le prolongement 52a et la bielle 30a est consommé : les forces vont alors passer par la rotule 32a de liaison de la bielle restante 30a. [0009]Cependant, du fait de la largeur transversale importante du palonnier, nécessaire pour intégrer toutes les liaisons à la platine et aux bielles, un maître-couple important peut être généré en cas de rupture d'une bielle ou d'une torsion sur l'attache ou le pylône. De plus, ces solutions à fort encombrement transversal interdisent la mise en place de lignes aérodynamiques fines. [0010] L'invention vise à remédier à ces problèmes, en particulier elle vise à réaliser un palonnier de maître-couple réduit et permettant la mise en place de lignes aérodynamiques fines. [0011]Pour ce faire, l'invention propose de déplacer les zones de contact vers l'intérieur du palonnier et ainsi réduire son encombrement transversal. [0012] Plus précisément, la présente invention a pour objet un palonnier de suspension de turboréacteur d'aéronef, présentant une forme de barre d'axe transversal û symétrique par rapport à un plan du turboréacteur passant par l'axe de rotation moteur et parallèle à un plan de symétrie de l'aéronef û et comportant, d'une part, des liaisons à des bielles de transmission en poussée et, d'autre part, des moyens de liaison centrale à une platine de fixation. Les liaisons du palonnier aux bielles de transmission sont agencées en des extrémités transversales du palonnier. Le palonnier se prolonge, perpendiculairement à l'axe de la barre, par des longerons de part et d'autre des moyens de liaison centrale. [0013]Selon des modes de réalisation particuliers : - les longerons du palonnier s'inscrivent sensiblement dans des triangles ayant un sommet à proximité de la liaison aux bielles de transmission ; - le palonnier présente un encombrement transversal limité par les liaisons aux bielles de transmission et un encombrement axial limité par les longerons inscrits dans des conformations triangulaires de sommet (S) situés à proximité des extrémités des longerons; - les longerons présentent une symétrie par rapport à l'axe transversal si bien que le palonnier présente une conformation en « double flèche. [0014] L'invention porte également sur une suspension de moteur de turboréacteur d'aéronef avec accroche soufflante, équipée d'un tel palonnier, en liaison avec une chape mâle de platine de fixation au pylône. Dans cette suspension, les longerons du palonnier s'étendent sur une portion suffisante et à une distance déterminée de bords de chape de la platine pour être apte à servir de butée à la platine, avec un jeu approprié, en cas de torsion autour de la liaison centrale ou de rupture de bielle. [0015]Selon des modes de réalisation particuliers : - la platine est de forme globalement rectangulaire ou trapézoïdale isocèle, percée de trous traversés par des moyens de fixation de la platine au pylône ; - la chape de la platine traverse axialement le palonnier de sorte que l'extrémité de la chape apparaît du côté des bielles de transmission par rapport à l'axe transversal du palonnier ; - la chape de la platine ayant globalement une forme trapézoïdale isocèle avec une extrémité de petite base au-delà du palonnier, entre les deux bielles de transmission de sorte que tous les côtés des longerons du palonnier s'étendent le long de la chape mâle, la platine présentant un encombrement transversal sensiblement proche de celui du palonnier ; - la platine et la chape ont globalement une forme de trapèze isocèle. [0016] D'autres aspects et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : - les figures 1 et 2, une vue latérale d'une suspension de moteur de turboréacteur sous aile et une vue supérieure du palonnier de liaison entre les bielles de transmission et la platine de fixation au pylône (déjà commentées); - les figure 3a à 3c, des vues respectivement de face, de profil et perspective d'un premier exemple de réalisation d'un palonnier selon l'invention en liaison avec une platine de fixation et des bielles de transmission ; et - les figures 4a et 4d, des vues respectivement de face, de dessous, de profil et perspective d'un autre exemple de palonnier selon l'invention en liaison avec une platine de forme globalement trapézoïdale isocèle. [0017] En référence aux vues des figures 3a à 3c, est illustré le premier exemple de réalisation d'un palonnier 140 de suspension de turboréacteur d'aéronef selon l'invention, en liaison avec une platine de fixation 150 et des bielles de transmission 130a et 130b, respectivement de face, de profil et perspective. [0018]Ce palonnier 140 se présente sous la forme d'une barre 14 d'axe transversal Y'Y, symétrique par rapport à un plan Ps du turboréacteur passant par l'axe de rotation longitudinal X'X du moteur, parallèle au plan de symétrie de l'ensemble de l'aéronef. Ce palonnier est relié, d'une part, aux bielles de transmission 130a, 130b par des liaisons à rotule 132a et 132b et, d'autre part, à une chape mâle 151 prolongeant centralement ù dans le plan de symétrie PS û la platine de fixation 150, également par une liaison à rotule 152 en position centrale sur le palonnier 140. Le palonnier 140 présente une double paroi 140', 140" permettant de réaliser les liaisons à rotule 132a, 132b, 152 de part et d'autre des bielles 130a, 130b et de la chape 151. [0019] Dans cet exemple, les bielles 130a et 130b assurent la transmission en poussée du type précédemment commenté en référence à la figure 1, à savoir entre le moyeu 11 a du carter avant 11 de la soufflante et le pylône 20 d'accrochage du moteur. [0020] Conformément à l'invention, les liaisons à rotule 132a et 132b entre le palonnier 140 et les bielles de transmission 130a, 130b sont agencées aux extrémités transversales 14a, 14b du palonnier 140. Le palonnier ne s'étend pas selon l'axe Y'Y sensiblement au-delà de ces liaisons si bien que son encombrement transversal est réduit au minimum. Cet encombrement réduit permet la mise en place de lignes aérodynamiques fines. De plus, en cas de problème de torsion ou de rupture de bielle, le maître-couple est réduit d'autant. [0021]A partir de ces extrémités transversales 14a, 14b, le palonnier 140 se prolonge selon les deux parois parallèles 140' et 140" en formant des longerons 141a et 141b, de chaque côté d'un plan médian Pm contenant les bielles 130a, 130b (voir en particulier la figure 3b) le long de la chape 151. Ces prolongements 141a, 141b sont globalement perpendiculaires à l'axe transversale Y'Y. Ils présentent une forme triangulaire (voir en particulier la figure 3a) avec, chacun, un côté 141c qui joint les deux parois 140' et 140" du palonnier le long de la chape mâle 151, et un sommet S coïncidant avec les extrémités 14a, 14b à proximité des liaisons à rotule 132a, 132b. Les longerons définissent alors l'encombrement axial du palonnier. [0022] Le côté 141c du palonnier s'étend le long des bords 151c de la chape mâle 151 sur une étendue et à une distance telles que le palonnier 140 puisse servir de butée à la platine 150, avec un jeu approprié, en cas de torsion autour de la liaison centrale ou de rupture de bielle. [0023] La platine 150 est de forme globalement rectangulaire percée de trous 5 dans des oreilles 5a formées à chaque sommet afin que des moyens de fixation de la platine au pylône (non représenté) puissent la traverser. La platine comporte également longitudinalement, dans le plan PS, un pion de centrage 6 pour positionner la platine lors de sa fixation puis reprendre le cisaillement des vis de fixation. [0024]Selon un autre exemple de réalisation, tel qu'illustré sur les figures 4a à 4c, se rapportant respectivement à des vues de face, de dessous, de profil et perspective, le palonnier 240 est en liaison avec une platine 250, de forme globalement trapézoïdale isocèle, et des bielles de transmission 230a, 230b. Comme dans l'exemple précédent, les liaisons à rotule 232a et 232b avec les bielles sont formées sensiblement aux extrémités 240a et 240b du palonnier. Dans la présente version, les longerons de palonnier 241a, 241b, 241c et 241d s'inscrivent dans des triangles de sommets coïncidant avec les extrémités 240a, 240b à proximité des liaisons à rotule 232a, 232b aux bielles 230a, 230b. Les longerons présentent une double symétrie par rapport au plan de symétrie longitudinal Ps et par rapport au plan transversal PT - perpendiculaire au plan Ps et contenant l'axe transversal Y'Y -, si bien que le palonnier 240 présente ici globalement une conformation en « double flèche », avec les sommets S en extrémité des flèches opposées. [0025] La platine 250 est prolongée par une chape mâle 251 connectée au palonnier par une liaison à rotule centrale 252, la chape prolongeant également la forme globalement trapézoïdale isocèle de la platine 250 (voir en particulier la figure 4b). La platine 250 est par ailleurs percée de trous 7 dans des oreilles 7a formées à chaque sommet du trapèze afin de permettre la traversée de moyens de fixation de la platine au pylône (non représenté). La platine 250 comporte également deux pions de cisaillement 8 et 9 disposés dans le plan de symétrie longitudinal Ps destinés à reprendre le cisaillement des vis de fixation de la platine 250 dans le pylône. Ces pions, qui participent également au centrage de la platine lors de la fixation, assurent ainsi la tenue mécanique de la fixation. [0026] La petite base 253 d'extrémité de la chape mâle 251 apparaît au-delà du palonnier, entre les deux bielles 230a et 230b de sorte que des côtés 242a, 242b, 242c et 242d des longerons 241a à 241d du palonnier 240 s'étendent le long de la chape mâle 251. L'étendue de ces côtés le long de la chape 251 et la distance à cette chape sont telles que le palonnier 240 puisse servir de butée à la platine 150, comme dans l'exemple précédent, en doublant le nombre de longerons et donc de butées : selon le sens de rotation du palonnier en cas de problème (rupture ou torsion), soit les côtés 241a et 241c sont associés ensemble en butée, soit les côtés 241b et 241d sont associés ensemble en butée. [0027] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Il est par exemple possible que les longerons aient une forme autre que triangulaire, par exemple courbe, en particulier concave. Par ailleurs, la platine et la chape peuvent avoir d'autres formes appropriées, par exemple polygonale pour la platine et triangulaire pour la chape. De plus, la chape forme avec la platine dans le plan de symétrie PS un angle adapté à l'inclinaison des bielles par rapport au pylône. En outre, les liaisons à rotule peuvent être remplacées par tout type de liaison adaptée.

Claims

REVENDICATIONS1. Palonnier de suspension (140, 240) de turboréacteur d'aéronef, présentant une forme de barre (14) d'axe transversal (Y'Y) ù symétrique par rapport à un plan du turboréacteur (Ps) passant par l'axe de rotation (X'X) moteur et parallèle à un plan de symétrie de l'aéronef ù et comportant, d'une part, des liaisons à des bielles de transmission en poussée (130a, 130b ; 230a, 230b) et, d'autre part, des moyens de liaison centrale (152, 252) à une platine de fixation (150, 250), le palonnier (140, 240) étant caractérisé en ce que ses liaisons (132a, 132b ; 232a, 232b) aux bielles de transmission (130a, 130b ; 230a, 230b) sont agencées en des extrémités transversales (14a, 14b ; 240a, 240b), et en ce que le palonnier (140, 240) se prolonge, perpendiculairement à l'axe de la barre (Y'Y), par des longerons (141a, 141b ; 241a à 241d) de part et d'autre des moyens de liaison centrale (152, 252).
2. Palonnier selon la revendication 1, dans lequel les longerons (141a, 141b ; 241a, 241b, 241c, 241d) s'inscrivent sensiblement dans des triangles ayant un sommet (S) à proximité de la liaison (132a, 132b ; 232a, 232b) aux bielles de transmission (130a, 130b ; 230a, 230b).
3. Palonnier selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente un encombrement transversal limité par les liaisons (132a, 132b ; 232a, 232b) aux bielles de transmission (130a, 130b ; 230a, 230b) et un encombrement axial limité par les longerons (141a, 141b ; 241a à 241d) inscrits dans des conformations triangulaires de sommet (S) situés à proximité des extrémités (14a, 14b ; 240a, 240b) des longerons.
4. Palonnier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les longerons (241a à 241d) présentent une symétrie par rapport à l'axe transversal (Y'Y) si bien que le palonnier (240) présente une conformation en « double flèche ».
5. Suspension de moteur de turboréacteur d'aéronef avec accroche-soufflante, équipée d'un palonnier (140, 240) selon l'une quelconque des revendications précédentes en liaison (152, 252) avec une chape mâle (151, 251) de la platine (150, 250) de fixation à un pylône (20), caractérisée en ce que les longerons (141a, 141b ; 241a à 241d) du palonnier (140, 240) s'étendent sur une portion suffisante et à une distance déterminée de bords (151 c) de chape de la platine (150, 250) pour être apte à servir de butée à la platine, avec un jeu approprié, en cas de torsion autour de la liaison centrale (152, 252) ou de rupture de bielle (130a, 130b ; 230a, 230b).
6. Suspension de moteur selon la revendication précédente, dans laquelle les longerons (141a, 141b ; 241a à 241d) du palonnier (140, 240) présentent un côté (141c ; 242a à 242d) de longueur suffisante en regard d'un bord longitudinal de la chape mâle (151, 152) de la platine (150, 250) et à une distance appropriée de ce bord pour que ce côté (141c ; 242a à 242d) puisse servir de butée à la chape (150, 250).
7. Suspension de moteur selon l'un des revendications 5 ou 6, dans laquelle la platine (150, 250) est de forme globalement rectangulaire ou trapézoïdale isocèle, percée de trous (5, 7) traversés par des moyens de fixation de la platine (150) au pylône (20), la platine (150, 250) présentant un encombrement transversal sensiblement proche de celui du palonnier (140, 240).
8. Suspension de moteur selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans laquelle la chape (151, 251) de la platine (150, 250) traverse axialement le palonnier (140, 240) de sorte que l'extrémité de la chape (151, 251) apparaît du côté des bielles de transmission (130a, 130b ; 230a, 230b) par rapport à l'axe transversal (Y'Y) du palonnier (140, 240).
9. Suspension de moteur selon la revendication précédente, dans laquelle, la chape (251) de la platine (250) ayant globalement une forme trapézoïdale isocèle avec une extrémité de petite base (252) au-delà du palonnier, entre les deux bielles de transmission (230a, 230b) de sorte quetous les côtés (242a à 242d) des longerons (241c, 241d) du palonnier (240) s'étendent le long de la chape mâle (251).
10. Suspension de moteur selon la revendication précédente, dans laquelle la platine (250) et la chape (251) ont globalement une forme de 5 trapèze isocèle.