FR2977237A1 - Carenage aerodynamique arriere d'un mat de liaison d'un moteur d'aeronef - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un carénage aérodynamique arrière d'un mât de liaison assurant un accrochage d'un moteur (31) sous une voilure (32) d'un aéronef, comportant : - un panneau latéral extérieur (35), et - un panneau latéral intérieur assemblés entre eux au moins au moyen d'un panneau inférieur (36), - ledit panneau inférieur (36) comportant, de part et d'autre des panneaux latéraux, un prolongement (34, 37) formant une barrière aérothermique apte à canaliser des flux d'air chaud sortant du moteur.

Description

CARENAGE AERODYNAMIQUE ARRIERE D'UN MÂT DE LIAISON D'UN MOTEUR D'AERONEF

Domaine de l'invention L'invention concerne un carénage aérodynamique arrière d'un mât de liaison assurant l'accrochage d'un moteur sous une voilure d'aéronef. Ce carénage comporte une barrière aérothermique apte à canaliser les flux d'air chauds sortant du moteur.

L'invention trouve des applications dans le domaine de l'aéronautique et, en particulier, dans le domaine de l'accrochage des moteurs sous voilure. L'invention peut trouver des applications sur tous types d'aéronefs équipés de turboréacteurs ou de turbopropulseurs dans lesquels le moteur est accroché sous la voilure.

Etat de la technique En aéronautique, bon nombre des aéronefs sont équipés de moteurs, ou réacteurs, montés sous la voilure. Ces réacteurs sont généralement accrochés au moyen d'un dispositif d'accrochage permettant, d'une part, de transmettre à la structure de l'aéronef les efforts générés par le réacteur associé et, d'autre part, de faire transiter des systèmes électriques et hydrauliques, de l'air et du carburant entre le réacteur et le fuselage de l'aéronef. Le dispositif d'accrochage comporte généralement un mât de liaison, ou mât d'accrochage, interposé entre le réacteur et la voilure. Afin d'assurer la transmission des efforts, ce mât de liaison comporte généralement une structure rigide, ou structure primaire, comportant un ensemble de panneaux assemblés les uns aux autres. Le mât de liaison comporte également des éléments de carénage aérodynamique et, notamment, un carénage aérodynamique arrière inférieur, appelé également APF (Aft Pylon Fairing, en termes anglo-saxons). Ce carénage aérodynamique arrière inférieur a pour rôle, notamment, de constituer une barrière thermique aux flux d'air chauds provenant du réacteur et de former une continuité aérodynamique entre la sortie dudit réacteur et la structure du mât de liaison.

Le carénage aérodynamique arrière inférieur, ou APF, a généralement la forme d'un caisson comprenant deux panneaux latéraux assemblés entre eux par un panneau inférieur. Ce carénage aérodynamique arrière inférieur, appelé par la suite APF, est situé à l'arrière du moteur. De par sa proximité avec le moteur, ce carénage APF est soumis à de très hautes sollicitations de fatigue sonique, de température, et de FBO (Fan Blade Out, en termes anglo-saxons) c'est-à-dire de perte de pale fan. Pour limiter ces sollicitations thermiques et aérodynamiques, le carénage APF comporte généralement des bavettes fixées latéralement sur chacun des panneaux latéraux afin de canaliser les flux d'air chauds sortant du moteur. Ces bavettes constituent une barrière de protection thermique du mât réacteur et de la voilure placés sensiblement au-dessus et à l'arrière des réacteurs. Elles ont pour rôle de diriger et contenir vers le bas le flux d'air chaud sortant du réacteur, pour éviter que ledit flux d'air chaud ne remonte vers le mât réacteur et la voilure et ainsi les protéger des risques d'élévation en température Actuellement, sur certains aéronefs, les bavettes sont constituées d'une pièce forgée et usinée, rapportée sur le panneau inférieur et un panneau latéral. Une telle pièce est usinée seule, indépendamment des panneaux du mât de liaison. Elle est ensuite rapportée sur les panneaux et solidarisée aux dits panneaux par éclissage. La mise en place d'une telle bavette nécessite donc une première opération d'éclissage de la bavette sur le panneau latéral puis une seconde opération d'éclissage de ladite bavette sur le panneau inférieur. On a représenté, sur les figures 1A et 1B, des exemples d'une telle bavette référencée 10. Comme on le voit sur ces figures, la bavette 10 est une pièce unitaire, usinée pour obtenir la forme montrée sur les figures 1A et I B. Dans l'exemple de la figure 1A, la bavette 10 comporte une zone lisse 11 formant la barrière thermique. Elle comporte également une arête latérale 12 et une arête centrale 13. L'arête latérale 12 est destinée à être soudée sur le panneau latéral du mât de liaison et l'arête centrale 13 sur le panneau inférieur dudit mât. Dans l'exemple de la figure 1B, la bavette 10 comporte une barrière thermique 11 ainsi qu'une arrête latérale 14 fixée sur le panneau latéral et une arrête centrale 15 fixée sur le panneau inférieur. Dans cet exemple, la bavette 10 comporte un prolongement des arrêtes centrale 15 et latérale 14 formant une attache 16.

Un exemple de la bavette 10 de la figure 1A, montée sur un mât de liaison, est représenté selon une vue de profil sur la figure 2. Sur cette figure 2, on voit le mât de liaison 20 avec son panneau inférieur 21 et un mât latéral 20 représenté en transparence. Cette figure 2 montre la bavette 10 fixée, par son arrête centrale 13, sur le panneau inférieur 21 et, par son arrête latérale 12, sur le panneau latéral extérieur 22. Une bavette de forme identique est placée parallèlement à cette bavette 10 sur le panneau intérieur du mât de liaison. On appelle « panneau intérieur » du mât de liaison, le panneau latéral situé en regard du fuselage de l'aéronef et « panneau extérieur » du mât de liaison, le panneau opposé au panneau intérieur. Sur la figure 3, on a représenté de façon schématique une telle bavette de l'art antérieur. Cette figure montre que la bavette 10 est une pièce rapportée, soudée d'une part sur le panneau latéral 22 et d'autre part sur le panneau inférieur 21.

Une telle bavette, réalisée indépendamment de toute pièce du mât de liaison, présente l'inconvénient d'être relativement lourde car fabriquée par usinage dans un bloc métallique. Cette bavette est, en effet, une pièce massive, forgée et usinée dans un bloc de matériau, puis rapportée sur le carénage du mât de liaison par soudage. Une telle bavette a une masse de l'ordre de 20,6 kg par carénage APF. On comprend donc que la fabrication et la pose d'une telle bavette représente une part relativement élevée du coût de fabrication d'un aéronef. Toutefois, il est impossible de se passer de barrières thermiques sur un aéronef du fait des effets destructeurs des flux d'air chauds sur le carénage du mât réacteur et sur la voilure.

Exposé de l'invention L'invention a justement pour but de remédier aux inconvénients des techniques exposées précédemment. A cette fin, l'invention propose un carénage aérodynamique arrière d'un mât de liaison dans lequel la barrière aérothermique est réalisée par prolongation d'un des panneaux du carénage. La barrière thermique faisant partie intégrante d'un panneau, le mât de liaison gagne en masse et en coût de fabrication. De façon plus précise, l'invention concerne un carénage aérodynamique arrière d'un mât de liaison assurant un accrochage d'un moteur sous une voilure d'un aéronef, comportant un panneau latéral extérieur et un panneau latéral intérieur assemblés entre eux au moins au moyen d'un panneau inférieur. Ce carénage se caractérise par le fait que le panneau inférieur comporte, de part et d'autre des panneaux latéraux, un prolongement formant une barrière aérothermique apte à canaliser des flux d'air chaud sortant du moteur. Un tel carénage présente l'avantage d'être plus léger qu'un carénage avec bavette. Il présente aussi un coût de fabrication moins onéreux qu'un carénage classique.

Le carénage aérodynamique arrière de l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le panneau inférieur présente une dimension transversale supérieure à la distance comprise entre le panneau latéral intérieur et le panneau latéral extérieur. - le prolongement du panneau inférieur a un profil longitudinal parallèle à celui du panneau latéral. - le panneau inférieur est assemblé à chaque panneau latéral au moyen d'une cornière. - la cornière est une pièce en tôle. - la cornière est réalisée par emboutissage à chaud. - la cornière est fixée sur le panneau latéral, d'une part, et sur le panneau inférieur, d'autre part, par rivetage ou vissage. L'invention concerne également un dispositif d'accrochage d'un moteur d'aéronef destiné à être interposé entre une voilure et ledit moteur de l'aéronef. Ce dispositif d'accrochage se caractérise par le fait qu'il comprend un carénage tel que décrit précédemment. L'invention concerne également un aéronef caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un dispositif d'accrochage tel que décrit ci-dessus.

Brève description des dessins Les figures 1A et 1B, déjà décrites, représentent une bavette selon l'art antérieur. La figure 2, déjà décrite, représente une vue partielle d'un mât de liaison comportant une bavette selon la figure 1A.

La figure 3, déjà décrite, représente une vue schématique d'une bavette rapportée sur un panneau latéral et un panneau inférieur conformément à l'art antérieur. Les figures 4A et 4B représentent des vues générales d'un dispositif d'accrochage d'un moteur sous voilure, lorsque le carénage APF est équipé d'une barrière aérothermique selon l'invention. La figure 5 représente une vue de dessous d'un carénage APF équipé d'une barrière aérothermique selon l'invention. La figure 6 représente une vue en coupe d'un carénage APF équipé d'une barrière aérothermique selon l'invention. Les figures 7A et 7B représentent schématiquement deux modes de réalisation de la barrière thermique de l'invention. La figure 8 représente schématiquement une cornière utilisée pour fixer une barrière aérothermique selon l'invention.

Description détaillée de modes de réalisation de l'invention L'invention concerne un carénage APF comportant une barrière aérothermique faisant partie intégrante d'un panneau dudit carénage. Les figures 4A et 4B représentent une vue générale d'un mât de liaison 30 assurant l'accrochage d'un réacteur 31 sous une voilure 32 d'un aéronef. Ce mât de liaison 30 comporte un carénage APF 33 situé dans la partie basse du mât de liaison, en sortie du réacteur 31. Le carénage APF comporte un panneau latéral intérieur, non visible sur les figures 4A et 4B, un panneau latéral extérieur 35 et un panneau inférieur 36. Il comporte également deux barrières aérothermiques, chaque barrière étant située le long d'un des panneaux latéraux. Sur la figure 4B, seule la barrière aérothermique extérieure 34 est visible, cette barrière étant située le long du panneau latéral extérieur 35. Sur la figure 5, on a représenté une vue de dessous du carénage APF de la figure 4B. Cette figure 5 montre le panneau inférieur 36 du carénage APF avec sa barrière aérothermique intérieure 37 et sa barrière aérothermique extérieure 34. Comme on le voit sur cette figure, le panneau inférieur 36 comporte, de part et d'autre des panneaux latéraux, deux prolongements longitudinaux formant les barrières aérothermiques 34 et 37.

On appelle prolongement, ou extension, une partie du panneau inférieur située au-delà d'un panneau latéral, dans la continuité du panneau inférieur. Selon l'invention, chaque prolongement est réalisé dans le même matériau que le panneau inférieur, d'une seule pièce avec ledit panneau inférieur. Ainsi, le panneau inférieur 36 comporte un prolongement 37 du coté du panneau latéral intérieur et un prolongement 34 du coté du panneau latéral extérieur 35. Autrement dit, le panneau inférieur 36, avec ses prolongements 34 et 37, présente une dimension transversale supérieure à la distance comprise entre le panneau latéral intérieur et le panneau latéral extérieur. Chaque prolongement présente un profil longitudinal parallèle à celui du panneau latéral, constituant une barrière aérothermique apte à canaliser les flux d'air chauds sortant du moteur. Bien que la barrière aérothermique de l'invention fasse partie intégrante du panneau inférieur 36, elle doit tout de même être fixée le long du panneau latéral auquel elle est associée afin de fermer le carénage. Pour cela, l'invention propose d'utiliser une cornière, comme représentée sur la figure 8. Cette cornière 38 est destinée à être fixée dans l'angle formé par le panneau inférieur 36 et le panneau latéral 35.

Un exemple d'assemblage du panneau inférieur 36 avec un panneau latéral 35 au moyen d'une cornière 38 est représenté sur la figure 6. Cette figure 6 montre qu'une extrémité 38a de la cornière 38 est fixée sur le panneau latéral 35 et qu'une extrémité 38b de ladite cornière est fixée sur le panneau inférieur 36. De cette façon, la cornière assure la fermeture de l'angle entre le panneau inférieur et le panneau latéral et la fixation du panneau inférieur sur le panneau latéral. On comprendra qu'une première cornière assure la fixation du panneau inférieur sur le panneau latéral intérieur et qu'une seconde cornière assure la fixation du panneau inférieur sur le panneau latéral extérieur.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la cornière 38 est une pièce en tôle, réalisée par exemple par emboutissage à chaud. En effet, comme la cornière n'est pas soumise aux forces aérodynamiques, une pièce en tôle est suffisante pour assurer la fixation des deux panneaux ensemble. De plus, la cornière est d'une forme simple à fabriquer. En effet, comme montré sur la figure 8, elle a une forme de gouttière de longueur adaptée à la longueur du panneau inférieur. Cette cornière est fixée sur toute la longueur du panneau inférieur 36. L'assemblage des panneaux inférieur et latéral au moyen de la cornière peut être réalisé de différentes façons. On a représenté sur les figures 7A et 7B deux modes de réalisation de cet assemblage. Dans le mode de réalisation de la figure 7A, la barrière aérothermique 34 de l'invention est un prolongement du panneau inférieur 36 au delà du panneau latéral 35. Le panneau latéral 35 est en butée contre le panneau inférieur 36.

La fixation entre les panneaux 36 et 35 est réalisée, sur toute la longueur du panneau inférieur, par la cornière 38 placée à l'intérieur de l'angle formé par ledit panneau latéral et ledit panneau inférieur. Dans le mode de réalisation de la figure 7B, le panneau latéral 35 n'entre pas en contact avec le panneau inférieur 36. Le panneau latéral 35 est donc sensiblement éloigné du panneau inférieur 36 auquel il est fixé par la cornière 38. Dans ce mode de réalisation, la cornière assure, en plus de la fixation des deux panneaux, la fermeture de l'angle réalisé par ces panneaux. Dans ce mode de réalisation, la cornière 38 peut être arrondie, facilitant la fabrication par emboutissage de ladite cornière. En outre, le panneau latéral étant moins long, il offre un gain de masse général. Comme montré sur la figure 7B, la cornière 38 est fixée sur chaque panneau de façon classique, par exemple, par vissage ou par rivetage. Une telle fixation, notamment par rivetage, est relativement simple et rapide et présente un coût relativement peu onéreux.

La barrière aérothermique décrite précédemment a l'avantage d'être fabriquée d'une seule pièce avec le panneau inférieur. On comprend donc que son coût de fabrication est très nettement inférieur au prix de fabrication et de montage d'une bavette selon l'art antérieur. En effet, le coût de la barrière correspond sensiblement au coût d'un panneau inférieur classique.

Elle ne nécessite aucune fabrication spécifique, excepté la fabrication de la cornière. Or, la fabrication d'une pièce par emboutissage présente un coût bien moins élevé que la fabrication d'une bavette selon l'art antérieur. Le coût d'une telle barrière aérothermique est de l'ordre de 2KE, soit 4 KE par carénage APF, et le coût NRC est de l'ordre de 150 KE incluant un outillage qui permet de réaliser plusieurs pièces à la fois.

Par ailleurs, une telle barrière aérodynamique présente l'avantage d'être plus légère qu'une bavette classique. En effet, la barrière étant un prolongement du panneau inférieur, elle est fabriquée dans le même matériau que le panneau. De plus, la cornière étant en tôle, elle présente une masse relativement légère. Une telle barrière aérothermique présente une masse, cornière comprise, de l'ordre de 12 Kg par APF. Ainsi, un mât de liaison avec un carénage APF selon l'invention gagne en masse.10

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Carénage aérodynamique arrière d'un mât de liaison assurant un accrochage d'un moteur (31) sous une voilure (32) d'un aéronef, comportant un panneau latéral extérieur (35) et un panneau latéral intérieur assemblés entre eux au moins au moyen d'un panneau inférieur (36), caractérisé en ce le panneau inférieur (36) comporte, de part et d'autre des panneaux latéraux, un prolongement (34, 37) formant une barrière aérothermique apte à canaliser des flux d'air chaud sortant du moteur.
2. 2. Carénage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau inférieur (36) présente une dimension transversale supérieure à la distance comprise entre le panneau latéral intérieur et le panneau latéral extérieur.
3. 3. Carénage selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le prolongement (34, 37) du panneau inférieur a un profil longitudinal parallèle à celui du panneau latéral.
4. 4. Carénage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le panneau inférieur est assemblé à chaque panneau latéral au moyen d'une cornière (38).
5. 5. Carénage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cornière (38) est une pièce en tôle.
6. 6. Carénage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que 30 la cornière (38) est réalisée par emboutissage à chaud.
7. 7. Carénage selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la cornière (38) est fixée sur le panneau latéral, d'une part, et sur le panneau inférieur, d'autre part, par rivetage ou vissage. 35 5
8. 8. Dispositif d'accrochage d'un moteur d'aéronef destiné à être interposé entre une voilure et un moteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un carénage aérodynamique arrière selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. 9. Aéronef caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'accrochage selon la revendication 8.
10. 10