FR3018767A1

FR3018767A1 - Ensemble de support pour un systeme de volet d'aile d'un avion.

Info

Publication number: FR3018767A1
Application number: FR1452376A
Authority: FR
Inventors: Conto Sebastien De; Fabrice Rival; Romain Bernes; Frederic Coll
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2015-09-25
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: US20150266562A1; FR3018767B1; CN104925245A; CN104925245B; US9637220B2

Abstract

- Ensemble de support pour un système de volet d'aile d'un avion. - L'ensemble de support (1) comprend un système de fixation (6) comportant une première bielle (13) liée par une première extrémité (13A) à une pièce de support (5) et configurée pour générer un chemin d'efforts primaire et une seconde bielle (14) liée par une première extrémité (14A) à la pièce de support (5) et configurée pour générer un chemin d'efforts secondaire, le système de fixation (6) comportant, de plus, une poutrelle (22) fixée à une partie de structure, la seconde extrémité (13B) de la première bielle (13) et la seconde extrémité (14B) de la seconde bielle (14) étant liées à la poutrelle (22), qui est est agencée de sorte que les directions desdites première et seconde bielles (13, 14) sont orientées selon un plan sensiblement orthogonal au plan de la pièce de support (5).

Description

La présente invention concerne un ensemble de support pour un système de volet d'aile d'un avion, en particulier d'un avion de transport. On entend par « système de volet d'aile » un volet comprenant un 5 ensemble de moyens usuels permettant son fonctionnement et notamment son déploiement, ledit volet étant monté sur une aile de l'avion. Un support de système de volet, pour un système de volet d'aile qui est agencé près de la jonction d'une aile au fuselage, est en général lié au fuselage au niveau de la case de train d'atterrissage principal de l'avion. 10 On sait que la case de train d'atterrissage principal, de type MLGB (« Main Landing Gear Bay » en anglais), en particulier d'un avion de transport, est généralement localisée au centre du fuselage, juste derrière le caisson d'aile central, et cette case est pourvue d'une cloison arrière, perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'avion. 15 Dans le cadre de la présente invention, l'ensemble de support pour un tel système de volet d'aile comprend une partie de structure de l'avion, en particulier au moins une partie d'une telle case de train d'atterrissage principal, une pièce de support de système de volet et un système de fixation configuré pour fixer la pièce de support à la partie de structure. 20 Comme un système de volet est un organe de commande de vol, la fixation de ce système doit être de type « Fail Safe »(ou «à sûreté après défaillance »). Pour ce faire, le système de fixation comprend des chemins d'efforts primaires, pour un fonctionnement normal (hors défaillance), et des chemins d'efforts secondaires associés, pour un fonctionnement lors de la 25 défaillance d'un chemin d'efforts primaire associé. Plus précisément, le système de fixation comporte notamment : - une première bielle liée par une première extrémité à la pièce de support et par une seconde extrémité à la partie de structure, cette première bielle étant configurée pour générer un chemin d'efforts primaire transversalement au 30 plan médian de la pièce de support ; et - une seconde bielle également liée par une première extrémité à la pièce de support et par une seconde extrémité à ladite partie de structure, cette seconde bielle étant configurée pour générer un chemin d'efforts secondaire transversalement au plan médian de la pièce de support. Ces première et seconde bielles sont dirigées suivant le plan de la cloison à l'arrière de la case, selon une direction sensiblement transversale au plan de la pièce de support, ce qui leur permet de bien supporter les efforts transversaux. Toutefois, si la case de train d'atterrissage doit présenter une plus grande dimension, par exemple dans une version différente de l'avion, la cloison est déplacée vers l'arrière.

Aussi, dans une telle situation, la pièce de support de système de volet ne changeant pas de position, l'agencement de la seconde extrémité des première et seconde bielles au niveau de la cloison entraînerait une inclinaison desdites bielles par rapport à la direction transversale (vers l'arrière). Les première et seconde bielles présenteraient alors un angle important par rapport à la direction transversale, ce qui augmenterait les efforts auxquels elles sont soumises. Une telle augmentation des efforts rendrait nécessaire de renforcer la structure et de prévoir en particulier des éléments d'attache plus grands, ce qui n'est pas satisfaisant en termes de masse, de coût et d'encombrement notamment.

La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Elle concerne un ensemble de support pour un système de volet d'aile d'un avion, ledit ensemble de support comprenant une partie de structure de l'avion, en particulier au moins une partie d'une case de train d'atterrissage, une pièce de support de système de volet et un système de fixation configuré pour fixer la pièce de support à la partie de structure, ladite pièce de support présentant un contour de forme générale sensiblement plane, ledit système de fixation comportant : - une première bielle liée directement par une première extrémité à ladite pièce de support, ladite première bielle étant configurée pour générer un chemin d'efforts primaire transversalement à un plan médian de la pièce de support ; et - une seconde bielle liée directement par une première extrémité à la pièce de support, ladite seconde bielle étant configurée pour générer un chemin d'efforts secondaire transversalement au plan médian de la pièce de support. Selon l'invention, ledit système de fixation comporte, de plus, une poutrelle associée à ladite partie de structure, une seconde extrémité de ladite première bielle et une seconde extrémité de ladite seconde bielle étant liées à ladite poutrelle, et ladite poutrelle est agencée de sorte que les directions desdites première et seconde bielles sont orientées selon un plan sensiblement orthogonal au plan médian de la pièce de support.

Ainsi, grâce à l'invention, l'agencement de la poutrelle permet de lier les secondes extrémités des première et seconde bielles (indirectement à la partie de structure, via cette poutrelle) de telle sorte que ces première et seconde bielles présentent une direction correspondant sensiblement à une direction transversale (par rapport à la pièce de support). Par cet agencement et cette orientation, ces bielles, et notamment la première bielle qui crée un chemin d'efforts primaire et qui est donc utilisée lors d'un fonctionnement normal, sont plus efficaces contre les efforts que si elles présentaient un angle important par rapport à la direction transversale, ce qui permet de remédier à l'inconvénient précité.

Par ailleurs, l'ensemble de support peut présenter les caractéristiques suivantes : - la poutrelle comprend deux ferrures sensiblement planes, ces deux ferrures étant superposées et fixées ensemble ; - la poutrelle est réalisée sous forme d'une plaque allongée comprenant longitudinalement, d'un côté, une première partie par laquelle elle est fixée à la partie de structure, et de l'autre côté, une seconde partie à laquelle sont liées lesdites secondes extrémités desdites première et seconde bielles ; - la poutrelle est pourvue sur ses faces externes de nervures de renfort ; - l'ensemble de support comprend l'une des liaisons avec jeu suivantes : - ladite première extrémité de la première bielle est liée avec un jeu à la pièce de support ; - ladite seconde extrémité de la première bielle est liée avec un jeu à la poutrelle ; - ladite première extrémité de la seconde bielle est liée avec un jeu à la pièce de support ; - ladite seconde extrémité de la seconde bielle est liée avec un jeu à la poutrelle.

En outre, dans un mode de réalisation préféré, ledit système de fixation comprend de plus : - un gousset primaire configuré pour lier ensemble la partie de structure et la pièce de support ; - un gousset secondaire configuré pour lier ensemble la partie de structure et la pièce de support ; et - une attache configurée pour lier ensemble la partie de structure et la pièce de support. De préférence, ledit gousset secondaire est lié avec un jeu à ladite pièce de support.

La présente invention concerne également un avion, en particulier un avion de transport, qui est pourvu d'un tel ensemble de support. Les figures feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.

La figure 1 est une vue schématique latérale d'un avion. La figure 2 est une vue schématique en perspective d'un fuselage central de l'avion de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective d'un ensemble de support illustrant l'invention.

La figure 4 est une représentation illustrant une vue schématique selon le plan AA de l'ensemble de support de la figure 3. La figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 3, permettant de montrer les efforts appliqués au niveau d'une pièce de support de volet. La figure 6 est un schéma illustrant l'agencement entre différents 30 éléments d'un ensemble de support. La figure 7 illustre schématiquement une liaison avec jeu pour un chemin d'efforts secondaire.

La figure 8 est une vue légèrement éclatée d'une poutrelle faisant partie d'une ensemble de support. La figure 9 est un schéma illustrant la liaison de deux ferrures d'une poutrelle.

La présente invention peut s'appliquer à un avion AC, et en particulier à un avion de transport, représenté sur la figure 1 et (partiellement) sur la figure 2. L'exemple de la figure 1 montre un avion AC sur lequel sont mises en évidence différentes parties de fuselage P1 à P5, et plus précisément de l'avant vers l'arrière : - un fuselage de nez P1 ; - un fuselage avant P2; - un fuselage central P3, représenté plus en détail sur la figure 2; - un fuselage arrière P4; et - un cône arrière P5. Dans toute la description, les termes "avant" et "arrière" sont à considérer par rapport à une direction d'avancement de l'avion AC, cette direction étant représentée schématiquement par une flèche A sur les figures 1 à 3, Set 6.

L'ensemble de support 1, permettant d'illustrer l'invention et représenté sur la figure 3, est un ensemble de support pour un système de volet d'aile (non représenté) de l'avion AC, mais dont le positionnement sur l'avion AC est indiqué par une flèche 2 sur la figure 2. Cet ensemble de support 1 comprend une partie de structure 3 de l'avion AC, en particulier au moins une partie d'une case 4 de train d'atterrissage principal, une pièce de support 5 du système de volet d'aile et un système de fixation 6 configuré pour fixer la pièce de support 5 à la partie de structure 3 de l'avion AC. Comme représenté sur la figure 2 qui montre schématiquement le fuselage central P3 et une partie d'une aile gauche 7 de l'avion AC, la pièce de support 5 est agencée à proximité de la jonction 7A de l'aile 7 au fuselage 9 au niveau de la case 4 de train d'atterrissage principal, qui est prévue entre deux cadres 8A et 8B du fuselage 9 de l'avion AC, seule une cloison 10 arrière de cette case 4 étant visible sur cette figure 2.

De façon usuelle, cette case 4 est ouverte vers le bas de l'avion AC et comprend à l'arrière la cloison 10 représentée sur les figures 2 et 3. Pour faciliter la compréhension, on affecte à l'ensemble de support 1, un référentiel R (figures 3 à 5) présentant des axes ou directions X, Y et Z. On considère que : - la direction X est une direction longitudinale, cette direction X étant parallèle à un axe longitudinal usuel (non représenté) de l'avion AC et parallèle à une direction longitudinale médiane de la case 4; - la direction Z est une direction verticale, qui est orthogonale à la direction X, le plan XZ étant parallèle à un plan longitudinal/vertical de symétrie de l'avion AC ; et - la direction Y est une direction transversale, la direction Y étant orthogonale aux directions X et Z, le plan XY étant un plan horizontal parallèle au plan d'un plancher 11 de l'avion AC (figure 2).

En outre, la pièce de support 5, formée de plusieurs pièces 5A à 5D liées ensemble, présente un contour dans le plan YZ ayant une forme générale sensiblement plane. La pièce de support 5 est agencée de sorte que le plan médian P1 de ce contour est un plan « vertical » légèrement incliné par rapport au plan XZ (comme montré sur la figure 4). La pièce de support 5 présente dans le plan XZ une forme sensiblement triangulaire (de sommets respectifs Ai, A3 et A4 et dont une médiatrice A2 est issue de A3), dont une base A4A1 (au niveau de la pièce 5D) est dirigée vers le haut (selon la direction Z), comme représenté sur la figure 3. Ladite pièce de support 5 est fixée à la partie de structure 3 par l'intermédiaire du système de fixation 6 sensiblement au niveau du sommet avant Al et de la médiatrice A2, ainsi que du sommet A3 opposé à la base A4A1. Pour ce faire, ledit système de fixation 6 comporte, comme représenté sur les figures 3 et 4 : - une première bielle 13 articulée (de façon usuelle) par une première extrémité 13A à la pièce de support 5 et apte à être lié par une seconde extrémité 13B à ladite partie de structure 3. La bielle 13 est configurée pour générer un chemin d'efforts primaire transversalement au plan P1 de la pièce de support 5; et - une seconde bielle 14 articulée (de façon usuelle) par une première extrémité 14A à la pièce de support 5 et apte à être lié par une seconde extrémité 14B à ladite partie de structure 3. La seconde bielle 14 est configurée pour générer un chemin d'efforts secondaire transversalement au plan P1 de la pièce de support 5. Le chemin d'efforts primaire est soumis aux efforts lors d'un fonctionnement normal (hors défaillance), et le chemin d'efforts secondaire est uniquement soumis aux efforts lors d'une défaillance dudit chemin d'efforts primaire. Le système de fixation 6 comporte, de plus, comme représenté sur la figure 3: - une pièce de liaison 16 réalisée sous une forme générale d'étrier et montée sur une poutre 17 de la partie de structure 3; - un gousset primaire 15 et un gousset secondaire 18 configurés pour lier ensemble la pièce de liaison 16 et la pièce de supports; et - une attache 19 articulée (de façon usuelle) et configurée pour lier ensemble une pièce 20 de la partie de structure 3 et la pièce de support 5.

Par ailleurs, le volet (non représenté) est lié à une extrémité A4 arrière du bord supérieur de la pièce de support 5. Le volet est articulé, de façon usuelle, au niveau d'un alésage 21 pratiqué dans la pièce de support 5, à cette extrémité A4. Selon l'invention, ledit système de fixation 6 comporte, de plus, une poutrelle 22 fixée à ladite partie de structure 3. De plus : - l'extrémité 13B de la bielle 13 et l'extrémité 14B de la bielle 14 sont liées à ladite poutrelle 22; et - ladite poutrelle 22 est agencée de sorte que les directions desdites bielles 13 et 14 sont sensiblement orientées selon un plan qui est orthogonal au plan médian P1 de la pièce de support 5 et parallèle à la direction transversale Y, comme représenté par un plan P2 sur la figure 6 (qui localise également plusieurs cadres CA, CB, CD, CE du fuselage 9 de l'avion AC).

La poutrelle 22 est liée à la pièce de support 5 (par l'intermédiaire des bielles 13 et 14) et elle est fixée à l'élément de structure 20 de la partie de structure 3. Les extrémités 13B et 14B des bielles 13 et 14 sont montées de façon articulée sur la poutrelle 22.

La figure 5 montre les différents efforts transmis au niveau de la pièce de support 5 lors d'un fonctionnement normal (hors défaillance), à savoir : - des efforts transmis à travers la bielle 13, comme illustré par une flèche F1 ; - des efforts transmis à travers le gousset primaire 15, comme illustré par une flèche F2; et - des efforts transmis par l'attache 19, comme illustré par une flèche F3. En outre, la flèche F (également représentée sur la figure 5) illustre les efforts provenant du volet (non représenté) qui est monté, de manière usuelle, sur la pièce de support 5 au niveau de l'alésage 21. Ainsi, grâce cet agencement de la poutrelle 22, les extrémités 13B et 14B des bielles 13 et 14 sont liées à la partie de structure 3 (indirectement, via cette poutrelle 22) de telle sorte que les bielles 13 et 14 présentent une direction (dans le plan XY) correspondant sensiblement à la direction transversale Y. Par cet agencement, ces bielles 13 et 14, et notamment la bielle 13 qui crée un chemin d'efforts primaire et qui est donc utilisée lors d'un fonctionnement normal, sont plus efficaces contre les efforts que si elles présentaient un angle important par rapport à la direction transversale Y. Dans un mode de réalisation préféré, la poutrelle 22 est réalisée sous forme d'une plaque allongée (agencée sensiblement selon l'axe Z). Cette plaque allongée comprend longitudinalement, d'un côté (vers le haut selon Z), une première partie 22A (figures 5 et 8) par laquelle elle est fixée à la partie de structure 5 à l'aide de moyens de fixation usuels (non représentés), et de l'autre côté (vers le bas selon Z), une seconde partie 22B à laquelle sont liés lesdites extrémités 13B et 14B desdites bielles 13 et 14. Pour ce faire, cette seconde partie 22B comprend des alésages 25 et 26 appropriés pour permettre une liaison par articulation des extrémités 13B et 14B des bielles, comme représenté sur la figure 8. L'alésage 25 est pratiqué directement dans la poutrelle 22, et l'alésage 26 est pratiqué dans une patte 27 solidaire de la poutrelle 22.

Par ailleurs, le chemin d'efforts secondaire (créé par la bielle 14) est réalisé de manière à être opérant uniquement en cas de défaillance survenant sur le chemin d'efforts primaire créé par la bielle 13. Pour ce faire, l'extrémité 14B de la bielle 14 comprend un axe 28 qui traverse avec un jeu 29 l'alésage 26 pratiqué dans la patte 27 de la poutrelle 22, comme représenté sur la figure 7. En outre, dans un même but, le gousset secondaire 18 (destiné également à générer un chemin d'efforts secondaire) est également lié avec un jeu à la pièce de support 5, au moyen d'une liaison similaire à celle représentée sur la figure 7. Par ailleurs, comme représenté sur la figure 8, la poutrelle 22 est constituée de deux ferrures 31 et 32. Le dédoublement des ferrures est opéré pour des raisons de sécurité, de sorte qu'en cas de rupture de l'une des deux ferrures 31 et 32, l'autre puisse assurer le passage des efforts pendant au moins une durée prédéterminée. Les deux ferrures 31 et 32 qui sont symétriques par rapport à un plan médian P3 sont agencées de façon superposée, en contact l'une de l'autre par des faces arrières planes 31A et 32A et sont fixées par l'intermédiaire de moyens usuels (non représentés), comme illustré par des traits mixtes 33 sur la figure 9. Par ailleurs, ladite poutrelle 22 est pourvue sur ses faces externes (c'est-à-dire sur les faces externes 31B et 32B des ferrures 31 et 32), de nervures de renfort 35. L'ensemble de support 1, tel que décrit ci-dessus, présente simultanément les caractéristiques suivantes : - en raison de l'agencement selon le plan P2, les extrémités 13A et 13B, sont en mesure de supporter des efforts maximaux ; - en raison notamment du jeu 29, le chemin d'efforts secondaire (créé par la bielle 14) est uniquement soumis à des efforts lorsque le chemin d'efforts primaire (créé par la bielle 13) est rompu ; et - en raison de la réalisation de la poutrelle 22 à partir de deux ferrures 31 et 32 superposées, les extrémités 13B et 14B sont fixées à une structure à chemin d'efforts multiple.

Ainsi, l'ensemble de support 1 satisfait toutes les conditions que doit remplir un ensemble de support d'un système de volet d'aile, et il est adaptable à des tailles différentes de case 4 de train d'atterrissage principal.

Claims

REVENDICATIONS1. Ensemble de support pour un système de volet d'aile d'un avion (AC), ledit ensemble de support (1) comprenant une partie de structure (3) de l'avion (AC), en particulier au moins une partie d'une case (4) de train d'atterrissage, une pièce de support (5) de système de volet et un système de fixation (6) configuré pour fixer la pièce de support (5) à la partie de structure (3), ladite pièce de support (5) présentant un contour de forme générale sensiblement plane, ledit système de fixation (6) comportant : - une première bielle (13) liée directement par une première extrémité (13A) à ladite pièce de support (5), ladite première bielle (13) étant configurée pour générer un chemin d'efforts primaire transversalement à un plan médian (P1) de la pièce de support (5) ; et - une seconde bielle (14) liée directement par une première extrémité (14A) à la pièce de support (5), ladite seconde bielle (14) étant configurée pour générer un chemin d'efforts secondaire transversalement au plan médian (P1) de la pièce de support (5), caractérisé en ce que ledit système de fixation (6) comporte, de plus, une poutrelle (22) associée à ladite partie de structure (3), une seconde extrémité (13B) de ladite première bielle (13) et une seconde extrémité (14B) de ladite seconde bielle (14) étant liées à ladite poutrelle (22), et en ce que ladite poutrelle (22) est agencée de sorte que les directions desdites première et seconde bielles (13, 14) sont orientées selon un plan (P2) sensiblement orthogonal au plan médian (P1) de la pièce de support (5).
2. Ensemble de support selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite poutrelle (22) comprend deux ferrures (31, 32) sensiblement planes, ces deux ferrures (31, 32) étant superposées et fixées ensemble.
3. Ensemble de support selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite poutrelle (22) est réalisée sous forme d'une plaque allongée comprenant longitudinalement, d'un côté, une première partie (22A) par laquelle elle est fixée à la partie de structure (3), et de l'autre côté,une seconde partie (22B) à laquelle sont liées lesdites secondes extrémités (13B, 14B) desdites première et seconde bielles (13, 14).
4. Ensemble de support selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite poutrelle (22) est pourvue sur ses faces externes (31B, 32B) de nervures de renfort (35).
5. Ensemble de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins l'une des liaisons avec jeu suivantes : - ladite première extrémité (13A) de la première bielle (13) est liée avec un jeu à la pièce de support (5) ; - ladite seconde extrémité (13B) de la première bielle (13) est liée avec un jeu à la poutrelle (22) ; - ladite première extrémité (14A) de la seconde bielle (14) est liée avec un jeu à la pièce de support (5) ; - ladite seconde extrémité (14B) de la seconde bielle (14) est liée avec un jeu (29) à ladite poutrelle (22).
6. Ensemble de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système de fixation (6) comprend de plus : - un gousset primaire (15) configuré pour lier ensemble la partie de structure (3) et la pièce de support (5) ; - un gousset secondaire (18) configuré pour lier ensemble la partie de structure (3) et la pièce de support (5) ; et - une attache (19) configurée pour lier ensemble la partie de structure (3) et la pièce de support (5).
7. Ensemble de support selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit gousset secondaire (18) est lié avec un jeu à ladite pièce de support (5).
8. Avion, caractérisé en qu'il comprend au moins un ensemble de support (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.