FR3049264A1 - Systeme de montage pour un aeronef, destine a la fixation d’un moteur sur un mat d’attache. - Google Patents
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Abstract
- Système de montage pour un aéronef, destiné à la fixation d'un moteur sur un mât d'attache. - Le système de montage (6) est destiné au montage et à la fixation d'un moteur de l'aéronef sur une structure rigide d'un mât d'attache de l'aéronef, ledit système de montage (6) comportant au moins une attache arrière (8) comprenant, de part et d'autre d'un plan vertical, un ensemble de fixation (30A, 30B) pourvu d'au moins deux rangées parallèles (RA1, RA2 ; RB1, RB2) d'au moins deux boulons de traction (21 A, 21 B) chacune, les au moins deux rangées parallèles (RA1, RA2 ; RB1, RB2) de boulons de traction (21 A, 21 B) étant espacées d'une distance (D) inférieure à une distance prédéterminée et lesdits au moins quatre boulons de traction (21 A, 21 B) étant réalisés dans un matériau dont la résistance mécanique est supérieure à 700 MPa et présentant un diamètre suffisant pour supporter une charge extrême.
Description
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un système de montage pour un aéronef, qui est destiné au montage et à la fixation d’un moteur de l’aéronef sur une structure rigide d’un mât d’attache de l’aéronef, ainsi qu’un mât d’attache pourvu d’un tel système de montage.
Le mât d’attache (ou d’accrochage) permet par exemple de suspendre le moteur, tel qu’un turboréacteur, au-dessous de la voilure de l’aéronef, par l’intermédiaire d’un système de montage comprenant une pluralité d’attaches moteur.
Le mât d’attache est prévu pour constituer l’interface de liaison entre le moteur associé et un élément de structure notamment la voilure de l’aéronef. Il permet de transmettre à la structure de l’aéronef les efforts générés par le moteur associé, et autorise également le cheminement du carburant, de systèmes électriques, hydrauliques, et air entre le moteur et l’aéronef.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Afin d’assurer la transmission des efforts, le mât d’attache comporte une structure rigide (ou primaire) de type caisson.
Le système de montage est agencé entre le moteur et cette structure rigide du mât. Le système de montage comporte au moins deux attaches moteur, généralement une attache et une attache arrière. De plus, le système de montage est pourvu d’un dispositif de reprise des efforts de poussée, générés par le moteur.
En outre, le mât d’attache comprend également un système de montage auxiliaire agencé entre la structure rigide du mât d’attache et la voilure de l’aéronef. Le mât d’attache comprend également une structure secondaire assurant la ségrégation et le maintien des systèmes tout en supportant des carénages aérodynamiques.
Les attaches moteur (attaches arrière et avant) sont définies comme des pièces sensibles, car en cas de rupture d’une de ces pièces, cette rupture peut remettre en cause le fonctionnement de l'aéronef.
La présente invention s’applique plus particulièrement à l’attache arrière. L’attache arrière permet de transmettre les efforts générés par le moteur vers la structure primaire du mât d’attache.
Trois types de réalisation peuvent être considérés, afin d’assurer ces liaisons : - une structure dite « multiple chemin d’effort >>. Une structure est dite multiple chemin d’effort, lorsque tous ses éléments sont sollicités en fonctionnement normal et qu'en cas de défaillance ou de rupture d’un de ses éléments, la structure continue d'assurer, partiellement, sa fonction. Dans ce cas, lors d’un fonctionnement nominal, tous les chemins d’effort travaillent ; cette structure comprend beaucoup d'éléments de renfort qui alourdissent le poids de l'ensemble et compliquent l'installation ; - une structure dite dite « waiting fail safe >>. Une structure est dite « waiting fail safe >>, lorsqu’un deuxième chemin d’effort est en attente et ne travaille pas en fonctionnement normal, mais uniquement en cas de rupture d’un premier chemin d’effort (qui travaille en fonctionnement normal). Cette réalisation est plus complexe à définir et à installer ; et - une structure dite « safe life >>. Une structure est « safe life >>, lorsque la structure est surdimensionnée pour qu’elle puisse remplir toute ses fonctions, pendant toute la durée de vie de l’aéronef, sans inspection. En général, une telle structure est géométriquement simple, mais plus encombrante, plus lourde et plus coûteuse.
Aucune de ces différentes solutions usuelles n’est donc complètement satisfaisante.
EXPOSÉ DE L’INVENTION
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient, en proposant un système de montage qui permet d’assurer des liaisons dans des environnements extrêmes, tout en ayant un nombre réduit de pièces.
Elle concerne un système de montage pour un aéronef, destiné au montage et à la fixation d’un moteur de l’aéronef sur une structure rigide d’un mât d’attache de l’aéronef, ledit système de montage comportant au moins une attache arrière comprenant, de part et d’autre d’un plan vertical, un ensemble de fixation pourvu d'au moins deux rangées parallèles d'au moins deux boulons de traction chacune.
Selon l’invention, les au moins deux rangées parallèles de boulons de traction sont espacées d'une distance inférieure à une distance prédéterminée et lesdits au moins quatre boulons de traction sont réalisés dans un matériau dont la résistance mécanique est supérieure à 700 MPa et présentent un diamètre suffisant pour supporter une charge extrême.
Ainsi, grâce à l’invention, chaque ensemble de fixation comprend deux chemins d’effort qui travaillent à charges maximales (extrêmes). En cas de rupture de l’un de ces deux chemins d’effort, la charge limite est reprise par l’un des deux boulons de traction. Ce système de montage à double chemin d’effort permet notamment de réduire le nombre d’éléments, et présente de nombreux autres avantages précisés ci-après.
De façon avantageuse, pour chacun desdits ensembles de fixation, les deux rangées parallèles de boulons de traction sont écartées, l’une de l’autre, d’une distance d’espacement qui est inférieure à une distance prédéterminée.
En outre, avantageusement, chacun desdits ensembles de fixation comprend, de plus, au moins un boulon de cisaillement. De préférence, ledit boulon de cisaillement est agencé sur une platine portant les boulons de traction.
La présente invention concerne également un mât d’attache de moteur qui comporte un système de montage tel que celui décrit ci-dessus.
Avantageusement, lesdits boulons de traction du système de montage sont montées avec un jeu.
La présente invention concerne en outre un aéronef, en particulier un avion de transport, qui est pourvu d’un système de montage et/ou d’un mât d’attache tels que ceux spécifiés ci-dessus.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. Plus particulièrement : - la figure 1 représente une vue générale partielle en coupe du montage d’un moteur à un mât d’attache d’une aile d’un aéronef ; - les figures 2 et 3 sont deux vues, en perspective, en regardant respectivement de l’arrière et du dessous, d’un système de montage selon un mode de réalisation de l’invention ; - la figure 4 est une vue partielle d’une partie du système de montage, liée au moteur ; et
- la figure 5 est une vue latérale partielle du système de montage. DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La figure 1 montre un ensemble moteur 1 pour un aéronef, en particulier pour un avion de transport, qui est destiné à être fixé sous une aile 2 (représentée très schématiquement) de l’aéronef.
Cet ensemble moteur 1 comporte un moteur 3 tel qu’un turboréacteur et un mât d’attache (ou d’accrochage) 4.
Le mât d’attache 4 comprend une structure rigide (ou primaire) 5 et un système de montage 6. Le système de montage 6 est agencé entre le moteur 3 et la structure rigide 5, et il comporte une pluralité d’attaches 7 et 8, ainsi qu’un dispositif 9 de reprises des efforts de poussée, générés par le moteur 3. L’ensemble 1 est entouré, de façon usuelle, d’une nacelle (non représentée). Le mât d’attache 4 comporte également un système de montage auxiliaire 10 (représenté très schématiquement) qui permet d’assurer la suspension de l’ensemble moteur 1 sous une voilure 2 de l’aéronef.
Dans la description suivante, on prend en compte un repère R représenté sur la figure 1 et comprenant : - une direction longitudinale X du mât d’attache 4 qui est peut être assimilée à une direction longitudinale du moteur 3, cette direction X étant parallèle à un axe longitudinal L du moteur 3 ; - une direction latérale Y orientée transversalement (ou latéralement) par rapport à la direction longitudinale Y ; et - une direction verticale Z, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre-elles.
Par ailleurs, dans le cadre de la présente invention, les termes « avant >> et « arrière >> sont définis par rapport à un sens de déplacement F de l’aéronef, généré par la poussée exercée par le moteur 3.
Les autres éléments constitutifs de l’ensemble moteur 1 non représentés sur les figures, tels qu’une structure secondaire du mât d’attache 4 assurant la ségrégation et le maintien des systèmes tout en supportant des carénages aérodynamiques, sont des éléments usuels non décrits d’avantage.
Le système de montage 6 comprend donc l’attache (moteur) avant 7 et l’attache (moteur) arrière 8, ainsi que le dispositif de reprise 9. Le dispositif de reprise 9 est pourvu de deux bielles 11 et 12 latérales raccordées, d’une part par une extrémité 11A (pour la bielle 11 sur la figure 1), à une partie arrière d’un carter de soufflante 13 du moteur 3, et d’autre part, par une autre extrémité 11B (pour la bielle 11 sur la figure 1), à un élément de structure 14 faisant partie de l’attache arrière 8. L’attache avant 7 est fixée à la structure rigide 10 et au carter de soufflante 13 du moteur 3. Elle est configurée pour pouvoir reprendre des efforts générés par le moteur 3 selon les directions Y et Z, mais pas ceux s’exerçant selon la direction X.
Par ailleurs, l’attache arrière 8 est agencée entre un carter d'échappement (ou d’éjection) 15 du moteur 3 et la structure rigide 5 du mât d’attache 4. De préférence, elle est configurée pour reprendre des efforts générés par le moteur 3 selon les directions Y et Z, mais pas ceux s’exerçant selon la direction X.
Dans ce mode de réalisation particulier, la reprise des efforts s’exerçant selon la direction X s’effectue à l’aide du dispositif de reprise 9, et la reprise des efforts s’exerçant selon les directions Y et Z s’effectue conjointement à l’aide de l’attache avant 7 et de l’attache arrière 8.
Par ailleurs, la reprise du moment s’exerçant selon la direction X s’effectue verticalement à l’aide de l’attache arrière 8, la reprise du moment s’exerçant selon la direction Y s’effectue verticalement à l’aide de l’attache arrière 8 conjointement avec l’attache avant 7, et la reprise du moment s’exerçant selon la direction Z s’effectue transversalement à l’aide de l’attache arrière 8, conjointement avec l’attache avant 7.
On décrit ci-après, plus en détail, l’attache arrière 8, en référence aux figures 2 à 5. L'attache arrière 8 comporte une ferrure 16. Elle comporte également deux bielles 17 et 18 reliant la ferrure 16 à des oreilles (ou chapes) 20 et 21 solidaires du carter d'échappement 15, comme représenté sur la figure 4.
La ferrure 16 comporte une poutre 20 pourvue de logements pour le passage de boulons 21 A, 21B avec lesquels la ferrure 16 est fixée à la structure primaire 5 du mât d’attache 4.
La poutre 20 est disposée selon la direction Y, transversalement par rapport à l'axe longitudinal du moteur. La poutre 20 se prolonge de part et d'autre dans la direction latérale par deux chapes 22 et 23, comme représenté notamment sur la figure 2. Les chapes 22 et 23 sont liées avec des moyens de liaison usuels articulés aux bielles 17 et 18 respectivement. La poutre 20 se prolonge au centre par une chape 24 qui est liée de façon articulée à une chape 25 solidaire du carter d'échappement 15. Les deux bielles 17 et 18 sont disposées en trapèze de part et d'autre du plan vertical XZ passant par l'axe du moteur. Ces bielles 17 et 18 ainsi que la liaison au niveau de la chape 24 assurent la transmission des efforts verticaux et tangentiels.
La ferrure 16 comprend de plus, à l'avant, une patte de fixation 27 à laquelle est lié un palonnier 28 (figure 3). Le palonnier 28 est, quant à lui, relié par des extrémités latérales aux deux bielles 11 et 12 servant de barres de reprise d’effort qui s'étendent vers l'avant du moteur.
Selon l’invention, l'attache arrière 8 comprend, de part et d’autre d’un plan vertical P (figure 3) parallèle au plan XZ, un ensemble de fixation 30A, 30B générant un double chemin d’effort, comme représenté sur la figure 4.
Chaque ensemble de fixation 30A et 30B est pourvu de deux rangées parallèles de boulons de traction. L’ensemble de fixation 30A comprend deux rangées RAI et RA2 et l’ensemble de fixation 30B comprend deux rangées RB1 et RB2, comme montré sur la figure 2.
Chacune desdites rangées RAI, RA2 (ou RB1, RB2) génère un chemin d’effort et comprend deux boulons de traction. Les rangées RAI et RB1 comprennent des boulons de traction 21A et les rangées RA2 et RB2 comprennent des boulons de traction 21 B.
De plus, les quatre boulons de traction 21A et 21B d’un système de fixation 30A, 30B sont configurés pour supporter une charge maximale (extrême). Les boulons de traction 21A et 21B sont réalisés dans un matériau dont la résistance mécanique est très élevée (de 700 à 1300 MPa), tel que les alliages à base de fer contenant une grande quantité de nickel et de chrome. Les boulons de traction 21A et 21B sont dimensionnés afin de satisfaire les contraintes d'encombrement et de tenue à la charge. La hauteur des boulons de traction 21A et 21B est fixée par l'encombrement de l'attache arrière 8. Le diamètre est déterminé afin de supporter la charge maximale dans un espace restreint défini par une distance D entre les deux rangées RAI et RB1, inférieure à une distance prédéterminée. A titre d'exemple, la charge maximale, aussi appelée " charge extrême", est de l'ordre de 80 000 daN.m sur un aéronef commercial type moyen-courrier et de l'ordre de 200 000 daN.m sur un aéronef commercial type long-courrier. A titre d'exemple, la distance prédéterminée entre les deux rangées RA1 et RB1 est de l'ordre de 300 mm sur un aéronef commercial type moyen-courrier et de l'ordre de 600 mm sur un aéronef commercial type long-courrier.
Les deux rangées RA1 et RA2 parallèles du système de fixation 30A garantissent un double chemin d’effort. De même, les deux rangées RB1 et RB2 parallèles du système de fixation 30B garantissent un double chemin d’effort.
Par ailleurs, chacun desdits ensembles de fixation 30A et 30B comprend, de plus, au moins un pion de cisaillement 31.
Pour chacun des ensembles de fixation 30A et 30B, le pion de cisaillement 31 correspondant est agencé sur une platine 32 portant les boulons de traction 21A et 21 B.
Les boulons de traction 21A et 21B sont montés avec un jeu. Ils ne peuvent pas transmettre les efforts de cisaillement correspondant à la poussée des bielles 11 et 12, ceci étant le rôle du pion de cisaillement 31.
En disposant le pion de cisaillement 31 sous un panneau latéral du mât d’attache, le chemin de transmission des efforts des bielles au panneau est plus court, et un contact entre l'attache et un longeron n'est plus nécessaire, ce qui permet un montage plus rapide.
Une telle disposition du pion de cisaillement 31 réduit les contraintes de montage, notamment par rapport à un pion de cisaillement monté sur la partie centrale de l'attache arrière.
Ainsi, le système de montage 6, tel que décrit ici, présente, notamment au niveau de l’attache arrière 8, une tenue aux charges maximales dans un encombrement réduit et avec un nombre minimal de pièces.
En effet : - les quatre boulons de traction 21A et 21B d’un ensemble de fixation 30A, 30B sont configurés pour tenir la charge extrême ; et - si un boulon de traction parmi ces quatre boulons de traction 21A et 21B est cassé, les trois autres boulons de traction doivent tenir la charge limite. L’espacement entre les deux rangées est le plus étroit possible, pour réduire la largeur de l'attache arrière et permettre l'accès aux boulons intérieurs, pour utiliser une clé de torquage, nécessaire lors du montage et des opérations de maintenance.
Le système de montage 1 et le mât d’attache 4, tels que décrits ci-dessus, présentent ainsi de nombreux avantages. En particulier, il permettent d’obtenir : - un gain de masse et de coût d’assemblage de la ferrure ; - une diminution du nombre d’éléments ; - un gain d’espace dû à une diminution de largeur du mât d’attache.
Ce dernier gain : - génère un gain aérodynamique sur la largeur du caisson ; et - induit un gain en longueur, avec : • une trainée réduite ; et • une surface APF (pour « Aft Pylon Fairing >>) réduite (avantage de coût et de masse).
Claims (6)
- REVENDICATIONS1. Système de montage pour un aéronef, destiné au montage et à la fixation d’un moteur (3) de l’aéronef sur une structure rigide (5) d’un mât d’attache (4) de l’aéronef, ledit système de montage (6) comportant au moins une attache arrière (8), comprenant, de part et d’autre d’un plan vertical (P), un ensemble de fixation (30A, 30B) pourvu d'au moins deux rangées parallèles (RA1, RA2 ; RB1, RB2) d'au moins deux boulons de traction (21 A, 21 B)chacune, caractérisé en ce que les au moins deux rangées parallèles (RAI, RA2 ; RB1, RB2) de boulons de traction (21 A, 21 B) sont espacées d'une distance (D) inférieure à une distance prédéterminée, et en ce que lesdits au moins quatre boulons de traction (21 A, 21 B) sont réalisés dans un matériau dont la résistance mécanique est supérieure à 700 MPa et présentent un diamètre suffisant pour supporter une charge extrême.
- 2. Système de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits ensembles de fixation (30A, 30B) comprend, de plus, au moins un boulon de cisaillement (31).
- 3. Système de montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit boulon de cisaillement (31) est agencé sur une platine (32) portant les boulons de traction (21 A, 21 B).
- 4. Mât d’attache de moteur pour aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte un système de montage (6) tel que celui spécifié sous l’une quelconque des revendications 1 à 3.
- 5. Mât d’attache selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits boulons de traction (21 A, 21B ) sont montées avec un jeu.
- 6. Aéronef comportant au moins un mât d’attache (4) destiné au montage d’un moteur (3) sur un élément de structure de l’aéronef, caractérisé en ce que ledit mât d’attache (4) est tel que celui spécifié sous l’une des revendications 4 et 5.
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