FR3093704A1

FR3093704A1 - Attache moteur arrière d’un ensemble propulsif d’aéronef

Info

Publication number: FR3093704A1
Application number: FR1902443A
Authority: FR
Inventors: Rémi LANSIAUX; Anthony Mertes; Pascal FORICHON; Patrice Perez
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: US20200346772A1; CN111674559A; CN111674559B; FR3093704B1; US11407519B2

Abstract

Attache moteur arrière d’un ensemble propulsif d’aéronef L'invention concerne une attache moteur arrière comportant : - une poutre (20) destinée à être fixée à un mât, - un palonnier (22) monté mobile en liaison pivot sur la poutre (20) autour d’un axe principal de rotation (R), le palonnier (22) comprenant un plan médian (M) et deux extrémités (22a-b) situées de part et d’autre du plan médian, - deux bielles (12a-b) réparties de part et d’autre du plan médian (M), chaque bielle (12a-b) présentant une première extrémité fixée à une extrémité du palonnier (22a-b) par une liaison rotule (25) et une deuxième extrémité destinée à être fixée au moteur, chacune des liaisons rotules (25) comprenant une chape avec deux branches formée à la première extrémité de la bielle, un palier à rotule arrangé sur l’extrémité du palonnier (22a-b), et un axe d’articulation traversant les deux branches, le palier à rotule étant arrangé entre les deux branches et emmanché sur l’axe d’articulation, pour chaque liaison rotule (25), une pièce d’interface (30) est intercalée de manière démontable entre l’extrémité du palonnier (22a-b) et la première extrémité de la bielle (12a-b) et forme une surface de contact entre le palonnier (22a-b) et la bielle (12a-b). Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Attache moteur arrière d’un ensemble propulsif d’aéronef

La présente invention concerne une attache moteur arrière d’un ensemble propulsif d’aéronef.

Un aéronef comprend une aile sous laquelle est fixé un ensemble propulsif comprenant un mât suspendu à l’aile et une turbomachine avec un moteur fixé au mât via un système d’attaches moteur constitué à l’avant par une attache moteur avant et à l’arrière par une attache moteur arrière.

Il est connu par le document FR3058986, une attache moteur arrière qui comporte une poutre fixée au mât réacteur, des ferrures reliant la poutre au moteur et un palonnier monté mobile en liaison pivot sur la poutre. De chaque côté du plan médian de la turbomachine, une bielle de poussée relie le moteur à une extrémité du palonnier pour transmettre des efforts du moteur au mât durant le fonctionnement du moteur. La bielle de poussée étant rotulée à chacune de ses extrémités, il existe donc un degré de liberté qui autorise la rotation de la bielle autour de son axe. En conséquence, les arêtes de l’extrémité de la bielle de poussée viennent au contact du palonnier.

Durant le fonctionnement du moteur qui génère des vibrations se propageant en partie au travers de chaque bielle de poussée, la tige de chacune des bielles de poussée tend à tourner légèrement autour de son axe ce qui génère une usure du palonnier au niveau de la surface de contact avec les arêtes de la bielle de poussée, ainsi qu’une usure de la bielle de poussée. Cette usure diminue la durée de vie de palonnier et de la bielle de poussée puisque au-delà d’un certain degré d’usure, le palonnier et la bielle de poussée doivent être remplacés, ce qui nécessite le démontage complet de l’attache moteur arrière.

La demande de brevet décrit une solution permettant de supprimer l’usure du palonnier causée par son contact avec l’arête des bielles de poussée.

A cet effet, l’invention concerne une attache moteur arrière pour un ensemble propulsif d’aéronef, destinée en position d’utilisation, à fixer un moteur à un mât, l'attache moteur arrière comportant :

- une poutre fixée, en position d’utilisation de l’attache moteur arrière, au mât,

- un palonnier monté mobile en liaison pivot sur la poutre autour d’un axe principal de rotation, le palonnier comprenant un plan médian et deux extrémités situées de part et d’autre du plan médian,

- deux bielles de poussée réparties de part et d’autre du plan médian, chaque bielle de poussée présentant une première extrémité fixée à une extrémité du palonnier par une liaison rotule et une deuxième extrémité fixée, en position d’utilisation de l’attache moteur arrière, au moteur, les deux bielles de poussée et le palonnier fixé à la poutre définissant en combinaison, un chemin primaire de poussée entre le moteur et le mât réacteur pour supporter la poussée du moteur, chacune des liaisons rotules comprenant une chape avec deux branches, la chape étant formée à la première extrémité de la bielle de poussée, un palier à rotule arrangé sur l’extrémité du palonnier, et un axe d’articulation traversant les deux branches, le palier à rotule étant arrangé entre les deux branches et emmanché sur l’axe d’articulation, pour chaque liaison rotule, une pièce d’interface étant intercalée de manière démontable entre l’extrémité du palonnier et la première extrémité de la bielle de poussée et forme une surface de contact entre l’extrémité du palonnier et la première extrémité de la bielle de poussée.

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 :
est une vue schématique d’un ensemble propulsif d’aéronef, ledit ensemble comprenant une attache moteur avant, une attache moteur arrière selon l’invention pour fixer un moteur au mât ;
est une vue de détail en perspective selon la flèche F d’une attache moteur arrière représentée à la figure 1 ;
est une vue de détail en perspective selon la flèche H de l’attache moteur arrière représentée à la figure 2 ;
est une vue de détail en perspective selon la flèche I de l’attache moteur arrière représentée à la figure 2 ;
est une vue similaire à la figure 2 représentant une vue de détail en perspective selon la flèche F d’une attache moteur arrière représentée à la figure 1 selon une variante de réalisation de l’invention ;
est une vue de détail en perspective selon la flèche J de l’attache moteur arrière représentée à la figure 5 ;
est une vue de détail en perspective selon la flèche K de l’attache moteur représentée à la figure 5.

En relation avec la figure 1, un ensemble propulsif 1 d’aéronef comprend un mât 2 fixé sous l’aile A d’un aéronef (non représenté) et une turbomachine 3 fixée au mât 2 par un système d’attache moteur 4. La turbomachine 3 comprend une nacelle annulaire 5 centrée sur un axe longitudinal X de la turbomachine 3 et qui entoure une soufflante 6a situé à l’avant de la turbomachine 4 ainsi qu’un moteur 6 situé en arrière de la soufflante 6a et qui entraine la soufflante 6a en rotation lors de son fonctionnement. La turbomachine 3 est fixée au mât 2 par un système d’attache moteur 10.

Dans la suite de la description, les termes « avant » et « arrière» sont à considérer relativement au sens de déplacement de l’aéronef, matérialisé par une flèche Av sur la figure 1.

Le système d’attache moteur 4 est constitué, à l’avant, par une attache moteur avant 10 et, à l’arrière, par une attache moteur arrière 11 qui comprend deux bielles de poussée 12a,12b réparties de part et d’autre du plan médian (sagittal) M de la turbomachine.

L’attache moteur avant 10 se fixe entre le mât 2 et un carter entourant la soufflante 6a et solidaire du moteur 6 tandis que l’attache moteur arrière 11 se fixe entre le mât 2 et un carter arrière 6b solidaire du moteur 6. Chaque bielle de poussée 12a,12b lie une chape solidaire du moteur 6 qui est située à l’avant de ce dernier avec l’attache moteur arrière 11 pour la reprise des efforts de poussée du moteur 6 au niveau de l’attache moteur arrière 11.

Comme représenté sur la figure 2, l’attache moteur arrière 11 comporte une poutre 20 qui est fixée, par exemple boulonnée, au mât 2 (uniquement représenté sur la figure 1) et qui porte différentes ferrures 21 fixées au carter arrière 6b du moteur 6 (également représenté uniquement à la figure 1). L’attache moteur arrière 11 comprend un palonnier 22 qui est monté mobile en liaison pivot ajustée 23 (c'est-à-dire sans jeu - par exemple via un système d’axe) sur la poutre 20 autour d’un axe de rotation R qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal X de la turbomachine 3 et compris dans le plan médian M de la turbomachine 3

Le palonnier 22 comprend une âme 220 avec deux extrémités 22a-22b disposées symétriquement par rapport au plan médian M (qui est également le plan médian du palonnier). L’extrémité arrière d’une première bielle de poussée 12a est montée en liaison mobile rotule ajustée 25 (c'est-à-dire sans jeu) avec une première extrémité 22a de l’âme 220 et l’extrémité arrière d’une seconde bielle de poussée 12b est montée mobile en liaison rotule ajustée 25 avec la seconde extrémité 22b de l’âme 220.

Les deux bielles de poussée 12a-b et le palonnier 22 fixé à la poutre 20 définissent en combinaison, un chemin primaire de poussée entre le moteur 6 et le mât 2 pour supporter la poussée du moteur 6.

Selon l’invention, de chaque côté du plan médian M de la turbomachine 3 et pour chaque liaison rotule 25, une pièce d’interface 30 fixée au palonnier 22 est intercalée entre le palonnier 22 et l’extrémité arrière de la bielle de poussée 12a-b au niveau d’une surface de contact entre la bielle de poussée 12a-b et le palonnier 22. Ainsi, la pièce d’interface 30 forme une pièce d’usure qui va s’user au contact de la bielle de poussée 12a-b et protéger le palonnier 22.

Dans le détail, et en référence avec les figures 3 et 4, chacune des liaisons rotule 25 entre le palonnier 22 et une des bielles de poussée 12a-b est constitué par une chape 41 formée à l’extrémité arrière de la bielle 12 a-b et qui comprend deux branches 41 a-b et où chacune des branches 41a-b comprend une arête 41c qui viendrait normalement en contact avec l’âme 220 en l’absence de la pièce d’interface 30. Chaque branche 41 a-b comprend un alésage 44.

Un palier à rotule 46 arrangé sur l’extrémité 22a-b de l’âme 220 est disposé entre les deux branches 41a-b et un axe d’articulation 43 se présentant la forme d’un corps cylindrique creux s’emmanche dans chacun des alésages 44 pratiqués sur les branches 41a-b et dans un alésage du palier à rotule 46.

Afin d’immobiliser l’axe d’articulation 43 en translation, une vis (non représentée) est insérée dans le corps cylindrique creux de l’axe d’articulation 43 et la tige de la vis s’étend sur une longueur supérieure à celle de l’axe d’articulation 43. Une paire de rondelles de verrouillage 47 (une seule représentée sur les figures 3 et 4) est emmanchée sur la vis, avec une première rondelle 47 positionnée entre la tête de la vis et l’axe d’articulation 43 et une seconde rondelle 47 positionnée entre l’axe d’articulation 43 et un écrou de serrage 45 fixé à l’extrémité libre filetée de la tige de la vis.

La pièce d’interface 30 a une forme générale d’agrafe qui enserre l’extrémité 22a-b de l’âme 220 palonnier sur laquelle elle est montée. La pièce d’interface 30 comprend une base 31 et deux ailes principales 32 s’étendant hors de la base 31 de chaque côté de cette dernière. Chacune des ailes principales 32 est plane et présente une face interne et une face externe, les faces internes de deux ailes principales d’une pièce d’interface 30 se font face et sont globalement parallèles.

En position opérationnelle, la pièce d’interface 30 est positionnée sur l’extrémité 22a-b de l’âme 220 au niveau de la liaison rotule 25 et la base 31 repose sur la tranche de l’âme 220 du palonnier. La face interne d’une première aile principale 32 repose sur une première face de l’âme 220 du palonnier et la face interne d’une seconde aile principale 32 repose sur une seconde face de l’âme 220.

Plus particulièrement visible sur la figure 4, la longueur des ailes principales 32, mesurée à partir de la base 31 selon une direction normale à la base 31, est telle que la pièce d’interface 30 n’interfère pas dans le fonctionnement de la liaison rotule 25. Ainsi, on notera que sur l’exemple de la figure 4, l’aile principale 32 (dont une partie est représentée en transparence) a une extrémité avec une forme adaptée à contourner le palier à rotule 46 afin de ne pas limiter les mouvement de la bielle 12 a-b par rapport au palonnier 22.

En revanche, les ailes principales 32 ont une longueur (mesurée à partir de la base 31 selon une direction normale à la base) telle que la face externe de chaque aile principale 32 forme une face de contact pour les arêtes 41c des branches 41 a-b de la chape 41 qui viendraient normalement en contact avec l’âme 220 en l’absence de la pièce d’interface 30.

La pièce d’interface 30 est fixée au palonnier 22 par des moyens démontables comme, par exemple, des vis 48 (uniquement visibles sur la figure 4) traversant une aile principale 32 et une partie de l’épaisseur de l’âme 220 du palonnier 22. La pièce d’interface 30, qui peut être vue comme un patin d’usure, est par conséquent aisément remplaçable.

L’attache moteur arrière 11 selon l’invention comprenant une pièce d’interface 30 arrangée au niveau de chaque liaison rotule 25 entre le palonnier et une bielle de poussée 12a-b, permet de réduire fortement et de manière simple les coûts de maintenance en supprimant tout contact direct entre la bielle de poussée 12a-b et le palonnier 22.

L’usure due aux mouvements relatifs entre ces deux pièces est dorénavant reportée sur la pièce d’interface 30 qui peut être remplacée rapidement et à moindre coût.

De manière connue, et en référence avec la figure 2, l’attache moteur arrière 11 présente un système de sécurité en attente qui compense une défaillance du chemin primaire de poussée. Une telle défaillance se produit notamment lorsque pour une des bielles de poussée 12a-b, dite bielle défaillante, la liaison rotule 25 entre l’âme 220 du palonnier 22 et la bielle défaillante présente du jeu, ou encore lorsque la liaison rotule (non représentée) entre la bielle défaillante et le moteur 6 présente du jeu.

Le palonnier 22 comporte, de chaque côté du plan médian M, une oreille 221a-b qui qui prolonge l’âme 220. L’oreille 221a-b, de chaque côté du plan médian M, est reçue en partie entre les branches d’une chape 26 formée dans la poutre 20.

Un trou oblong (non représenté) est réalisé dans chaque oreille 221a-b et chaque trou oblong est traversé par un axe qui est solidaire de la chape 26 formée dans la poutre 20. Le diamètre de l’axe est inférieur aux dimensions intérieures du trou oblong de manière à autoriser un déplacement de l’un par rapport à l’autre. Chaque trou oblong et l’axe associé constituent alors une liaison de sécurité 27.

En cas de défaillance du chemin primaire de poussée, le palonnier 22 pivote autour de l’axe de rotation R au niveau de la liaison pivot 23 du fait de la différence de tension exercée sur le palonnier 22 par la bielle défaillante en comparaison avec la tension exercée sur le palonnier par l’autre bielle de poussée. La rotation du palonnier 22 autour de l’axe de rotation R est stoppée par l’interaction de l’axe associé au trou oblong avec les parois du trou oblong.

Selon une variante de l’invention, et en relation avec les figures 5 à 7, la pièce d’interface 30 comprend au moins un témoin de rupture 50 arrangé entre le palonnier 22 et la poutre 20 afin de détecter toute rotation du palonnier 22 autour de l’axe de rotation R consécutive à une défaillance du chemin primaire de poussée lorsque une bielle de poussée 12a-b est défaillante. Le témoin de rupture est configuré pour être endommagé par écrasement par la poutre 20 en cas de rotation du palonnier 22 autour de l’axe de rotation R.

La pièce d’interface 30 a une forme d’agrafe double pour la fixation du témoin de rupture 50. La base 31 comprend deux ailes principales 32 tel que décrit plus haut, mais également que deux ailes secondaires 33 s’étendant hors de la base 31. Chacune des ailes secondaires 32,33 est plane et présente une face interne et une face externe, les faces internes de deux ailes secondaires d’une pièce d’interface 30 se faisant face et sont globalement parallèles.

En position opérationnelle de la pièce d’interface 30, la base 31 repose sur la tranche du palonnier, plus précisément ici sur la tranche de l’âme 220 du palonnier ainsi que sur la tranche de l’oreille 221a-b du palonnier. Tel que décrit précédemment, la face interne de chaque aile principale 32 repose sur une face de l’âme 22 du palonnier et la face externe de chaque aile principale 32 forme une surface de contact pour les arêtes de la chape 41 arrangée à l’extrémité arrière de la bielle de poussée 12a-b. La face interne de chaque aile secondaire 33 repose sur une face de l’oreille 221a-b du palonnier.

Le témoin de rupture 50 prend la forme d’un cylindre creux déformable 51 fixé sur la face externe d’une des ailes secondaire 33 de la pièce d’interface 30 qui est aisément visible par un opérateur. Le témoin de rupture est ainsi arrangé entre une des branches de la chape 26 formée dans la poutre 20 et l’âme 220. L’axe de révolution du cylindre creux 51 est perpendiculaire au plan de ladite face externe de l’aile secondaire 33 sur laquelle le cylindre creux 51 est arrangé. Dans l’exemple illustré sur la figure, le cylindre creux 51 est fixé via un boulon 52 qui traverse l’oreille 221a-b et les ailes secondaires 32.

Tant que le chemin primaire de poussée est intègre, le témoin de rupture 50 est à distance de la poutre 20 et ne subit donc aucune déformation. En revanche en cas de défaillance d’une bielle de poussée, le palonnier 22 pivote et le cylindre creux déformable 51 vient au contact d’une branche de la chape 26 de la poutre 20. En conséquence, le cylindre creux 51 et se déforme par écrasement.

La déformation du cylindre creux 51 est visible à l’œil ou au moyen d’une jauge de déformation qui peut s’insérer dans le cylindre 51 lorsque ce dernier est parfaitement intègre, mais qui au contraire, ne peut être reçu dans le cylindre 51 si ce dernier a subi une déformation, même légère.

Ainsi, lors d’une inspection de maintenance, la présence d’une déformation du cylindre creux 51 est le signe qu’une défaillance du chemin primaire de poussée a eu lieu au cours du vol de l’aéronef. Ces inspections peuvent ainsi se dérouler sans démonter l’attache moteur arrière 11, d’où un gain de temps.

Dans l’exemple illustré sur les figures, l’épaisseur de l’âme 220 du palonnier est supérieur à l’épaisseur de chaque oreille 221a-b ce qui explique la forme de la pièce d’interface 30 avec des ailes secondaires. En cas de défaillance d’une bielle de poussée 12a-b, le cylindre creux déformable 51 est alors pris en étau entre la branche de la chape 26 de la poutre 20 et la surépaisseur de l’âme 220, ce qui augmente le degré de déformation par écrasement du cylindre 51 afin de le rendre davantage visible à l’œil nu.

L’épaisseur de l’âme 220 du palonnier pourrait cependant être égale à l’épaisseur de chaque oreille 221a-b, dans ce cas la pièce d’interface 32 ne comprendrait qu’une seule aile de chaque côté de la base qui s’intercalerait entre la bielle de poussée et le palonnier au niveau de la liaison rotule 25 entre ces dernière, et sur une face externe de laquelle serait fixé le témoin de rupture.

Avantageusement, afin de faciliter la détection de l’écrasement du cylindre 51 à l’œil nu, une butée pourrait être arrangée sur l’âme 220 pour former, en collaboration avec la chape 26, un étau pour le cylindre creux 51.

La présente invention concerne une liaison de sécurité d’une attache moteur d’un ensemble propulsif aéronef et ensemble propulsif d’aéronef équipé d’une telle liaison de sécurité.

Claims

Attache moteur arrière (11) pour un ensemble propulsif d’aéronef (1), destinée en position d’utilisation, à fixer un moteur (6) à un mât (2), l'attache moteur arrière (11) comportant une poutre (20) fixée, en position d’utilisation de l’attache moteur arrière (11), au mât (2), un palonnier (22) monté mobile en liaison pivot sur la poutre (20) autour d’un axe principal de rotation (R), le palonnier (22) comprenant un plan médian (M) et deux extrémités (22a-b) situées de part et d’autre du plan médian, deux bielles de poussée (12a-b) réparties de part et d’autre du plan médian (M), chaque bielle de poussée (12a-b) présentant une première extrémité fixée à une extrémité du palonnier (22a-b) par une liaison rotule (25) et une deuxième extrémité fixée, en position d’utilisation de l’attache moteur arrière (11), au moteur (6), les deux bielles de poussée (12a-b) et le palonnier (22) fixé à la poutre (20) définissant en combinaison, un chemin primaire de poussée entre le moteur (6) et le mât réacteur (2) pour supporter la poussée du moteur, chacune des liaisons rotules (25) comprenant une chape (41) avec deux branches (41a-b) formée à la première extrémité de la bielle de poussée (12a-b), un palier à rotule (46) arrangé sur l’extrémité du palonnier (22a-b), et un axe d’articulation (43) traversant les deux branches (41a-b), le palier à rotule (46) étant arrangé entre les deux branches (41a-b) et emmanché sur l’axe d’articulation (43), caractérisé en ce que pour chaque liaison rotule (25), une pièce d’interface (30) est intercalée de manière démontable entre l’extrémité du palonnier (22a-b) et la première extrémité de la bielle de poussée (12a-b) et forme une surface de contact entre l’extrémité du palonnier (22a-b) et la première extrémité de la bielle de poussée (12a-b).
Attache moteur arrière (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pièce d’interface (30) a une forme d’agrafe et comprend une base (31) et des ailes planes (32 ,33) s’étendant hors de la base (31) de chaque côté de la base, la base (31) reposant sur la tranche du palonnier (22), et chaque aile comprenant une face externe et une face interne, la face interne reposant sur une face du palonnier (220).
Attache moteur arrière (11) selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pièce d’interface (30) comprend un témoin de rupture (50) prévu pour venir en contact avec la poutre (20) et se déformer en cas de défaillance du chemin primaire de poussée
Attache moteur arrière (11) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le témoin de rupture (50) est fixé sur une face externe d’une aile (32,33).
Attache moteur arrière (11) selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le témoin de rupture (50) est un cylindre creux (51) ayant un axe de révolution normal à un plan de la face externe de l’aile (32,33) sur laquelle il est fixé.