FR3083776A1 - Mat d'accrochage pour un turboreacteur d'un aeronef comportant une structure particuliere - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un mât d'accrochage (15) comportant une structure (100) qui comporte deux demi-structures (102a) en C et comportant un longeron supérieur (126), un longeron inférieur (128) et un flanc latéral (108), un panneau supérieur (110), un panneau inférieur (112), une attache de reprise (120), deux barres (122) fixées entre l'attache de reprise (120) et un turboréacteur et une attache avant de voilure (124) fixée à un caisson de voilure. Le flanc latéral (108) comporte des poutrelles (130, 132) alignées entre l'attache avant de voilure (124) et l'attache de reprise (120), et où les angles entre deux poutrelles (130, 132) successives sont égaux. Un tel mât d'accrochage est donc plus léger et permet un meilleur transfert des efforts le long des poutrelles.
Description
MAT D’ACCROCHAGE POUR UN TURBOREACTEUR D’UN AERONEF COMPORTANT UNE STRUCTURE PARTICULIERE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un mât d’accrochage pour un turboréacteur sous la voilure d’un aéronef. Elle concerne également un aéronef équipé d’un caisson de voilure, d'un turboréacteur et d’un tel mât d’accrochage.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEUR
Sur les aéronefs existants, les moteurs tels que les turboréacteurs sont suspendus en dessous de la voilure par des dispositifs d’accrochage complexes, également appelés « EMS » (de l’anglais « Engine Mounting Structure »), ou encore mât d’accrochage. Les mâts d’accrochage habituellement employés présentent une structure primaire, également dite structure rigide, souvent réalisée sous forme d’un caisson, c’est-à-dire réalisée par l’assemblage de longerons inférieurs et supérieurs raccordés entre eux par une pluralité de nervures transversales de renfort situées à l’intérieur du caisson et à ses extrémités. Les longerons sont agencés en faces inférieure et supérieure, tandis que des panneaux latéraux ferment le caisson en faces latérales. De plus, le mât d’accrochage est agencé en partie supérieure du moteur, entre ce dernier et le caisson de voilure. Cette position horaire est dite « à 12h ».
De façon connue, la structure primaire de ces mâts est conçue pour permettre la transmission à la voilure des efforts statiques et dynamiques engendrés par les moteurs, tels que le poids, la poussée, ou encore les différents efforts dynamiques, notamment ceux liés aux cas de défaillances tels que la perte de pâles (FBO, de l’anglais « Fan Blade Out »), l’effacement du train avant, l’atterrissage dynamique, etc.
Dans les mâts d’accrochage connus de l’art antérieur tel que dans le document FR 2 887 522, la transmission des efforts entre sa structure primaire et le caisson de voilure est classiquement assurée par un jeu d’attaches comprenant une attache avant, une attache arrière, ainsi qu’une attache intermédiaire, cette dernière étant notamment destinée à reprendre les efforts de poussée générés par le moteur. Ces attaches sont classiquement interposées verticalement entre le caisson de voilure et la structure primaire du mât d’accrochage.
Bien que de tels mâts d’accrochage donnent entière satisfaction, il souhaitable de trouver une architecture qui optimise les chemins d’effort entre le moteur et le caisson de voilure.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un objet de la présente invention est de proposer un mât d’accrochage pour un turboréacteur sous la voilure d’un aéronef qui assure un meilleur transfert des efforts entre le turboréacteur et le caisson de voilure.
A cet effet, est proposé un mât d’accrochage d’un turboréacteur à un caisson de voilure, ledit mât d’accrochage comportant une structure qui comporte :
- une demi-structure bâbord et une demi-structure tribord, chacune prenant la forme d’une poutre en C dont l’ouverture est orientée vers l’ouverture de l’autre demistructure, et comportant un longeron supérieur, un longeron inférieur et un flanc latéral qui s’étend entre le longeron supérieur et le longeron inférieur,
- un panneau supérieur fixé aux longerons supérieurs,
- un panneau inférieur qui est fixé aux longerons inférieurs,
- une attache de reprise fixée sous le panneau inférieur,
- deux barres, où chacune présente une extrémité fixée à l’attache de reprise et une autre extrémité configurée pour assurer la fixation au turboréacteur, et
- une attache avant de voilure configurée pour assurer la fixation au caisson de voilure, où le flanc latéral est constitué d’une structure ajourée et comporte une poutrelle de reprise qui s’étend linéairement entre le longeron supérieur et le longeron inférieur et est orientée alignée entre l’attache avant de voilure et l’attache de reprise, et où le flanc latéral comporte également plusieurs poutrelles de transfert qui s’étendent linéairement entre le longeron supérieur et le longeron inférieur, où les poutrelles de transfert sont disposées les unes à la suite des autres à l’arrière de la poutrelle de reprise, où chaque poutrelle de transfert est orientée alignée vers l’attache avant de voilure et où les angles entre deux poutrelles successives sont égaux.
Un tel mât d’accrochage est donc plus léger et permet un meilleur transfert des efforts le long des poutrelles.
Avantageusement, la structure comporte une attache arrière de voilure disposée à l’arrière du mât d’accrochage et qui comporte une semelle configurée pour être fixée au caisson de voilure à l’aide de plusieurs boulons et d’un pion de cisaillement orientés parallèlement à une direction verticale Z, où l’attache arrière de voilure comporte un ensemble structurel comportant deux poutres supérieures et deux poutres inférieures, où par une extrémité, les poutres sont solidaires entre elles et avec la semelle, où par une autre extrémité, chaque poutre supérieure est solidaire du longeron supérieur qui est du même côté, et où par une autre extrémité, chaque poutre inférieure est solidaire du longeron inférieur qui est du même côté.
Avantageusement, la semelle est globalement coplanaire avec l’attache avant de voilure, les poutres supérieures sont globalement horizontales et les poutres inférieures sont inclinées de bas en haut en progressant de l’avant vers l’arrière.
Avantageusement, chaque poutrelle est pourvue de nervures.
Avantageusement, le longeron supérieur et le longeron inférieur sont pourvus de nervures.
L’invention propose également un aéronef comportant un caisson de voilure, un turboréacteur et un mât d’accrochage selon l'une des variantes précédentes, où le mât d’accrochage est fixé au caisson de voilure par l’attache avant de voilure et par la semelle, et où le turboréacteur est fixé au mât d’accrochage par les deux barres.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
la Fig. 1 est une vue de côté d’un aéronef selon l’invention, la Fig. 2 est une vue de côté d’un mât d’accrochage selon l’invention, la Fig. 3 est une vue en perspective de l’arrière du mât d’accrochage selon l’invention et vu selon la flèche III de la Fig. 2, la Fig. 4 est une vue en perspective et de côté du mât d’accrochage selon l’invention et la Fig. 5 est une vue en perspective d’une zone du mât d’accrochage selon l’invention.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION
La Fig. 1 montre un aéronef 10 qui présente une voilure 12 comportant un caisson de voilure et sous lequel est fixé un mât d’accrochage 15 selon l’invention et qui porte lui-même un turboréacteur 14.
Par convention, on appelle X la direction longitudinale du turboréacteur 14, cette direction X étant parallèle à un axe longitudinal de l’aéronef 10. D'autre part, on appelle Y la direction transversale du turboréacteur 14 qui est horizontale lorsque l’aéronef est au sol, et Z la direction verticale ou hauteur verticale lorsque l'aéronef est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles.
La Fig. 2 montre le mât d’accrochage 15 qui présente une structure 100. La Fig. 3 montre l’arrière de la structure 100, la Fig. 4 montre la structure 100 dont une partie a été retirée pour permettre de visualiser l’intérieur, et la Fig. 5 montre un détail de la structure 100.
La structure 100 comporte une demi-structure bâbord 102a et une demi-structure tribord 102b.
Chaque demi-structure 102a-b prend la forme d’une poutre en C dont l’ouverture est orientée vers l’ouverture de l’autre demi-structure 102b-a comme cela est mieux vu sur la Fig. 3. Chaque demi-structure 102a-b comporte un longeron supérieur 126 conformé sous la forme d’un pli supérieur 104 et un longeron inférieur 128 conformé sous la forme d’un pli inférieur 106 qui sont globalement orientés selon la direction transversale Y et un flanc latéral 108 qui s’étend dans un plan globalement vertical entre le longeron supérieur 126 et le longeron inférieur 128.
Sur la Fig. 4, la demi-structure bâbord 102a a été retirée.
La structure 100 comporte également un panneau supérieur 110 qui est fixé aux longerons supérieurs 126 par exemple à l’aide de boulons ou par soudage.
La structure 100 comporte également un panneau inférieur 112 qui est fixé aux longerons inférieurs 128 par exemple à l’aide de boulons ou par soudage.
Le longeron supérieur 126 suit le panneau supérieur 110 et le longeron inférieur 128 suit le panneau inférieur 112.
L’assemblage constitué des demi-structures 102a-b, du panneau supérieur 110 et du panneau inférieur 112 forme un caisson qui est vide et donc plus léger que les mâts d’accrochage de l’état de la technique.
La structure 100 comporte également un nez 114 qui est agencé à l’intérieur du caisson ainsi formé et à l’avant de celui-ci. Le nez 114 est ainsi fixé entre les demistructures 102a-b et les panneaux 110 et 112.
La structure 100 comporte à l’avant du nez 114, une attache moteur avant 116 qui permet de fixer le turboréacteur 14, et plus particulièrement le carter de soufflante. Cette attache moteur avant 116 est connue de l’homme du métier.
La structure 100 comporte également une attache moteur arrière 118 qui est fixée sous le panneau inférieur 112 globalement au niveau d’une zone médiane de la structure 100 selon la direction longitudinale X. L’attache moteur arrière 118 est fixée au turboréacteur 14, et plus particulièrement à un carter central. Cette attache moteur arrière 118 est connue de l’homme du métier et prend par exemple la forme de deux chapes femelles.
La structure 100 comporte également une attache de reprise 120 qui est fixée sous le panneau inférieur 112 globalement au niveau de la zone médiane en avant de l’attache moteur arrière 118.
La structure 100 comporte également deux barres 122 dont une extrémité de chaque barre 122 est fixée à l’attache de reprise 120. Les barres 122 sont disposées de part et d’autre d’un plan longitudinal médian XY du mât d’accrochage 15. Chaque barre 122 est fixée par une extrémité à l’attache de reprise 120 et par l’autre extrémité à une partie avant du carter central du turboréacteur 14. Ces barres 122 permettent, entre autres, de reprendre les efforts de poussée générés par le turboréacteur 14.
La structure 100 comporte également une attache avant de voilure 124 qui fait ici partie intégrante du panneau supérieur 110 et qui permet la fixation de la structure 100 au caisson de voilure.
Chaque flanc latéral 108 est constitué d’une structure ajourée et il comporte une poutrelle de reprise 130 qui s’étend linéairement entre le longeron supérieur 126 et le longeron inférieur 128 et est orientée alignée entre l’attache avant de voilure 124 et l’attache de reprise 120. Les efforts transmis par les barres 122 se décomposent en une composante dans le longeron inférieur 128 et une composante dans la poutrelle de reprise 130.
Le flanc latéral 108 comporte également plusieurs poutrelles de transfert 132 qui sont ici au nombre de trois et qui s’étendent linéairement entre le longeron supérieur 126 et le longeron inférieur 128. Les poutrelles de transfert 132 sont disposées les unes à la suite des autres à l’arrière de la poutrelle de reprise 130 et dans le plan du flanc latéral 108. Chaque poutrelle de transfert 132 est orientée alignée vers l’attache avant de voilure 124 et les angles entre deux poutrelles 130 et 132 successives sont égaux.
En d’autres termes, dans le plan du flanc latéral 108, l’angle entre la poutrelle de reprise 130 et la première poutrelle de transfert 132 qui est juste derrière est égal à A. L’angle entre la première poutrelle de transfert 132 et la deuxième poutrelle de transfert 132 qui est juste derrière est égal à A.
Les angles sont considérés comme égaux s’ils restent dans un intervalle de +/10% par rapport à un angle moyen qui est préférentiellement compris entre 28° et 32°.
L’angle est mesuré par rapport à la ligne médiane de chaque poutrelle 130, 132.
L’aménagement des poutrelles 130 et 132 sous forme de rayons permet une bonne résistance aux charges et une réduction du poids du mât d’accrochage 15. Les efforts sont transmis à travers chacune des poutrelles 130 et 132.
La structure 100 comporte également une attache arrière de voilure 134 qui est disposée à l’arrière du mât d’accrochage 15 et qui permet la fixation de la structure 100 au caisson de voilure.
L’attache arrière de voilure 134 comporte une semelle 136 qui est fixée au caisson de voilure à l’aide de plusieurs boulons (ici quatre) orientés parallèlement à la direction verticale Z. Chaque boulon est fixé dans un alésage 138 traversant la semelle 136.
L’attache arrière de voilure 134 comporte également un pion de cisaillement 142 (« spigot ») agencé entre la semelle 136 et le caisson de voilure et orienté parallèlement à la direction verticale Z. Le pion de cisaillement 142 est fixé dans un alésage 140 traversant la semelle 136. Le pion de cisaillement 142 transmet les efforts de cisaillement du mât d’accrochage 15 vers le caisson de voilure.
L’attache arrière de voilure 134 comporte également un ensemble structurel 144 comportant deux poutres supérieures 146a-b et deux poutres inférieures 148a-b. Les deux poutres supérieures 146a-b sont disposées de part et d’autre du plan médian XZ et les deux poutres inférieures 148a-b sont disposées de part et d’autre du plan médian XZ.
Une extrémité de chaque poutre 146a-b, 148a-b est solidaire de la semelle 136. Par une extrémité, les poutres 146a-b et 148a-b sont donc solidaires entre elles et avec la semelle 136.
L’autre extrémité de chaque poutre supérieure 146a-b est solidaire du longeron supérieur 126 de la demi-structure 102a-b qui est du même côté.
L’autre extrémité de chaque poutre inférieure 148a-b est solidaire du longeron inférieur 128 de la demi-structure 102a-b qui est du même côté.
La solidarisation entre les poutres 146a-b et 148a-b et les longerons 126 et 128 correspondants peut être réalisée par tous moyens appropriés comme par exemple par éclissage, soudage, etc. Selon un autre mode de réalisation, les poutres 146a-b et 148a-b sont issues d’un prolongement des longerons 126 et 128 qui sont conformés 5 pour rejoindre la semelle 136.
Les efforts qui sont transmis dans le longeron inférieur 128, sont transmis ensuite dans la semelle 136 par l’intermédiaire des poutres inférieures 148a-b.
Une telle attache arrière de voilure 134 permet une reprise des efforts tranchants (cisaillement) et remplace les panneaux latéraux pleins de l’état de la technique en 10 discrétisant les efforts dans les poutres 146a-b et 148a-b.
La semelle 136 est globalement coplanaire avec l’attache avant de voilure 124 et les poutres supérieures 146a-b sont alors globalement horizontales et les poutres inférieures 148a-b sont inclinées de bas en haut en progressant de l’avant vers l’arrière.
Pour assurer une meilleure rigidité de chaque demi-structure 102a-b, chaque poutrelle 130, 132 est pourvue de nervures 150. De la même manière, le longeron supérieur 126 et le longeron inférieur 128 sont également pourvus de nervures 152, 154.
Claims (7)
- REVENDICATIONS1) Mât d’accrochage (15) d’un turboréacteur (14) à un caisson de voilure, ledit mât d’accrochage (15) comportant une structure (100) qui comporte :- une demi-structure bâbord (102a) et une demi-structure tribord (102b), chacune prenant la forme d’une poutre en C dont l’ouverture est orientée vers l’ouverture de l’autre demi-structure, et comportant un longeron supérieur (126), un longeron inférieur (128) et un flanc latéral (108) qui s’étend entre le longeron supérieur (126) et le longeron inférieur (128),- un panneau supérieur (110) fixé aux longerons supérieurs (126),- un panneau inférieur (112) qui est fixé aux longerons inférieurs (128),- une attache de reprise (120) fixée sous le panneau inférieur (112),- deux barres (122), où chacune présente une extrémité fixée à l’attache de reprise (120) et une autre extrémité configurée pour assurer la fixation au turboréacteur (14), et- une attache avant de voilure (124) configurée pour assurer la fixation au caisson de voilure, où le flanc latéral (108) est constitué d’une structure ajourée et comporte une poutrelle de reprise (130) qui s’étend linéairement entre le longeron supérieur (126) et le longeron inférieur (128) et est orientée alignée entre l’attache avant de voilure (124) et l’attache de reprise (120), et où le flanc latéral (108) comporte également plusieurs poutrelles de transfert (132) qui s’étendent linéairement entre le longeron supérieur (126) et le longeron inférieur (128), où les poutrelles de transfert (132) sont disposées les unes à la suite des autres à l’arrière de la poutrelle de reprise (130), où chaque poutrelle de transfert (132) est orientée alignée vers l’attache avant de voilure (124) et où les angles entre deux poutrelles (130, 132) successives sont égaux.
- 2) Mât d’accrochage (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure (100) comporte une attache arrière de voilure (134) disposée à l’arrière du mât d’accrochage (15) et qui comporte une semelle (136) configurée pour être fixée au caisson de voilure à l’aide de plusieurs boulons et d’un pion de cisaillement (142) orientés parallèlement à une direction verticale Z, où l’attache arrière de voilure (134) comporte un ensemble structurel (144) comportant deux poutres supérieures (146a-b) et deux poutres inférieures (148a-b), où par une extrémité, les poutres (146a-b, 148ab) sont solidaires entre elles et avec la semelle (136), où par une autre extrémité, chaque poutre supérieure (146a-b) est solidaire du longeron supérieur (126) qui est du même côté, et où par une autre extrémité, chaque poutre inférieure (148a-b) est solidaire du longeron inférieur (128) qui est du même côté.
- 3) Mât d’accrochage (15) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les poutres (146a-b, 148a-b) sont issues d’un prolongement des longerons (126, 128) qui sont conformés pour rejoindre la semelle (136).
- 4) Mât d’accrochage (15) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la semelle (136) est globalement coplanaire avec l’attache avant de voilure (124), en ce que les poutres supérieures (146a-b) sont globalement horizontales et en ce que les poutres inférieures (148a-b) sont inclinées de bas en haut en progressant de l’avant vers l’arrière.
- 5) Mât d’accrochage (15) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque poutrelle (130, 132) est pourvue de nervures (150).
- 6) Mât d’accrochage (15) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le longeron supérieur (126) et le longeron inférieur (128) sont pourvus de nervures (152, 154).
- 7) Aéronef (10) comportant un caisson de voilure, un turboréacteur (14) et un mât d’accrochage (15) selon l'une des revendications précédentes, où le mât d’accrochage (15) est fixé au caisson de voilure par l’attache avant de voilure (124), et où le turboréacteur (14) est fixé au mât d’accrochage (15) par les deux barres (122).
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