FR3120854A1 - Mât réacteur d’aéronef comportant un capot mobile - Google Patents

Mât réacteur d’aéronef comportant un capot mobile Download PDF

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Abstract

MÂT RÉACTEUR D’AÉRONEF COMPORTANT UN CAPOT MOBILE L’invention concerne un mât réacteur (100) qui comporte une structure primaire (302) fixée entre un réacteur et une aile d’aéronef et un système de capotage (200) comportant un ensemble de capots avant (202, 203) fixes, un capot arrière (204), un système de déplacement (250) comportant une première structure (252) solidaire du capot arrière (204) et comportant des premiers moyens de glissière (254), et une deuxième structure (260) fixée à une structure fixe de l’aile 12 et comportant des deuxièmes moyens de glissière (262), où les moyens de glissière (254, 262) coopèrent pour réaliser une liaison glissière et déplacer le capot arrière (204) en translation d’une position avancée à une position reculée, et un système de blocage verrouillant le capot arrière (204) en position avancée. La présence du capot mobile assure entre autres un accès aisé à l’intérieur du mât réacteur et aux systèmes s’y logeant. Fig. 3

Description

MÂT RÉACTEUR D’AÉRONEF COMPORTANT UN CAPOT MOBILE
La présente invention concerne un mât réacteur d’aéronef comportant un capot mobile permettant d’accéder à l’intérieur du mât réacteur, ainsi qu’un aéronef comportant un turboréacteur, une aile, et un tel mât réacteur pour fixer le turboréacteur sous l’aile.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Un aéronef comporte classiquement un réacteur, par exemple un turboréacteur, qui est fixé sous une aile de l’aéronef à l’aide d’un mât réacteur. Le mât réacteur est constitué d’une structure rigide qui est fixée, d’une part, à une structure de l’aile et, d’autre part, à une structure du réacteur. Le mât réacteur permet la transmission des efforts générés par le réacteur à la structure de l’aile, lorsque le réacteur est en marche. Le mât réacteur permet également le passage de systèmes entre l’aile et le réacteur, comme par exemple le système électrique, le système hydraulique, pneumatique etc.
Pour limiter la traînée du mât réacteur, celui-ci est recouvert d’un ensemble de capots. Les capots sont positionnés les uns à côté des autres pour réaliser une surface la plus lisse possible et sont fixés soit à la structure du mât réacteur, soit à la structure de l’aile de l’avion.
Pour accéder à l’intérieur du mât réacteur, des trappes amovibles sont prévues sur certains de ces capots. Les trappes sont fixées par des éléments de visseries ou des rivets et, après retrait, un technicien peut accéder à l’intérieur du mât réacteur et ainsi assurer la maintenance des éléments présents.
La fixation des capots nécessite la présence d’une structure relativement rigide et donc lourde. En outre, du fait des tolérances de fabrication et d’assemblage, la juxtaposition de plusieurs capots les uns à côté des autres, ne peut pas se faire sans apparition d’espace et désaffleurement entre ces capots. Ces espaces et désaffleurement peuvent entraîner une perturbation de l’écoulement de l’air et l’apparition de phénomènes acoustiques. Enfin, le retrait des trappes ne permet pas un accès aisé à l’intérieur du mât réacteur et leur présence oblige à la mise en place d’éléments de renforts structuraux locaux.
Un objet de la présente invention est ainsi de proposer un mât réacteur comportant un capot mobile. Un tel capot mobile permet un accès aisé au mât réacteur et aux systèmes qui y sont inclus, notamment pour les tâches de maintenance et d'inspection, et la structure soutenant ce capot mobile est simplifiée par rapport à une structure de l’état de la technique. En outre, ce capot mobile peut être réalisé d’une seule pièce réduisant d’autant les perturbations de l’écoulement de l’air et l’apparition de phénomènes acoustiques.
À cet effet, est proposé un mât réacteur d’un aéronef comportant une aile avec une structure fixe, ledit mât réacteur comportant une structure primaire destinée à fixer entre eux un réacteur et l’aile, et un système de capotage comportant :
- un ensemble de capots avant où les capots sont fixes autour de la structure primaire,
- un capot arrière disposé dans la continuité et à l’arrière de l’ensemble de capots,
- un système de déplacement comportant une première structure solidaire du capot arrière et comportant des premiers moyens de glissière, et une deuxième structure destinée à être fixée à la structure fixe de l’aile et comportant des deuxièmes moyens de glissière, où les premiers moyens de glissière et les deuxièmes moyens de glissière coopèrent les uns avec les autres pour réaliser une liaison glissière, de manière à déplacer le capot arrière en translation d’une position avancée, dans laquelle le capot arrière est en continuité à l’arrière de l’ensemble de capots, à une position reculée, dans laquelle le capot arrière est éloigné vers l’arrière de l’ensemble de capots, et
- un système de blocage prenant alternativement une position verrouillée dans laquelle il bloque le capot arrière en position avancée, et une position déverrouillée dans laquelle il ne bloque pas le capot arrière.
La présence du capot mobile, de par sa possibilité d’escamotage/ouverture, assure entre autres un accès aisé à l’intérieur du mât réacteur et aux systèmes qui y sont logés.
Avantageusement, les premiers moyens de glissière prennent la forme de deux rails parallèles où chaque rail est fixé à la première structure, les deuxièmes moyens de glissière prennent la forme de deux rainures réalisées dans la deuxième structure, et chaque rail coulisse à l’intérieur de l’une des rainures.
Avantageusement, le système de capotage comporte une pluralité de plots de positionnement répartis à l’avant de la première structure et, pour chaque plot de positionnement, la structure du mât réacteur comporte un logement dans lequel loge le plot de positionnement en position avancée.
Avantageusement, deux des plots de positionnement sont constitués par les extrémités avant des rails.
Avantageusement, un plot de positionnement est fixé à la première structure en partie basse de celle-ci.
Avantageusement, chaque capot est constitué d’un seul et même composant.
Avantageusement, la première structure comporte un longeron supérieur qui s’étend dans un plan globalement horizontal et qui supporte les premiers moyens de glissière, un longeron inférieur qui est en position oblique et s’étend du bas vers le haut en progressant de l’avant vers l’arrière, et une pluralité de nervures qui s’étendent dans des plans globalement verticaux et qui sont fixées au longeron inférieur et au longeron supérieur.
L’invention propose également un aéronef comportant une aile, un réacteur et un mât réacteur selon l'une des variantes précédentes, fixé entre l’aile et le réacteur.
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 de côté d’un aéronef selon l’invention,
est une vue de côté d’un ensemble propulsif comportant un mât réacteur selon l’invention,
est une vue en perspective du mât réacteur selon l’invention en position reculée et ouverte,
est une vue en perspective du mât réacteur selon l’invention en position avancée et fermée, et
est une vue en perspective et éclatée d’une partie du mât réacteur selon l’invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION
La montre un aéronef 10 qui comporte un réacteur 14, par exemple un turboréacteur, et une aile 12 sous laquelle est fixé le réacteur 14 par l’intermédiaire d’un mât réacteur 100 selon l’invention.
Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence à un aéronef 10 en position normale de vol, c'est-à-dire comme il est représenté sur la et les positions « avant » et « arrière » sont prises par rapport à l’avant et l’arrière du réacteur 100 et par rapport à la direction d’avancement F de l’aéronef 10 lorsque le réacteur 100 fonctionne.
Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X la direction longitudinale du réacteur 100 qui est parallèle à l’axe longitudinal dudit turboréacteur, on appelle Y la direction transversale qui est horizontale lorsque l’aéronef 10 est au sol, et Z la direction verticale qui est verticale lorsque l'aéronef 10 est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles.
La montre l’aile 12 et le réacteur 14 fixés l’un à l’autre par l’intermédiaire du mât réacteur 100 qui comporte un ensemble de capots avant 202, 203 et un capot arrière 204.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, l’ensemble de capots avant comporte un capot avant 202 et un capot intermédiaire 203 disposé à l’arrière du capot avant 202, mais dans un autre mode de réalisation, le capot avant 202 et le capot intermédiaire 203 peuvent constituer un seul et même capot.
Le capot arrière 204 est disposé à l’arrière de l’ensemble de capots avant 202, 203.
Ici, le capot arrière 204 est disposé sous l’aile 12 et à l’arrière du réacteur 14 et le capot avant 202 est disposé au-dessus du réacteur 14 et à l’avant de l’aile 12. Le capot intermédiaire 203 fait la jonction entre le capot avant 202 et le capot arrière 204.
La montre le mât réacteur 100 en position ouverte et reculée du capot arrière 204 et la montre le mât réacteur 100 en position fermée et avancée du capot arrière 204.
Le mât réacteur 100 comprend une structure rigide 302, également appelée structure primaire destinée à fixer entre eux une structure du réacteur 14 et une structure de l’aile 12, comme en particulier le longeron avant 50 de l’aile 12 qui s’étend globalement selon la direction transversale Y.
La structure primaire 302 soutient le réacteur 14 par l’intermédiaire de moyens de fixation (non illustrés) disposés globalement à l’avant et à l’arrière de la structure primaire 302 et qui prennent par exemple la forme de ceux divulgués dans le document US-A-2016/0221682.
La et la montrent un mode de réalisation particulier de la structure du mât réacteur 100, mais l’invention décrite ici peut être mise en œuvre avec un mât réacteur 100 ayant une conception différente.
La structure primaire 302 est matérialisée ici par une nervure arrière.
Ici, la structure primaire 302 est fixée à l’aile 12, et plus particulièrement ici au longeron avant 50, par l’intermédiaire de deux jeux de manilles supérieures ou liens 52 dont seul le jeu bâbord 52 est visible ici car l’autre est caché par le longeron avant 50. La fixation au longeron avant 50 de chaque jeu de manilles supérieures 52 est assurée ici à travers un premier support 54 fixé au longeron avant 50.
La structure primaire 302 est également fixée à l’aile 12 par l’intermédiaire de deux jeux de manilles inférieures ou liens 56. La fixation à l’aile 12 de chaque jeu de manilles inférieures 56 est assurée ici à travers un deuxième support 58 fixé au longeron avant 50 ou à un autre élément structurel de l’aile 12, comme le panneau intrados.
Le mât réacteur 100 comporte également à l’arrière de la structure primaire 302, une chape arrière 60 solidaire de la structure primaire 302. La structure primaire 302 est fixée à l’aile 12 par une bielle arrière 62 qui relie, en utilisation, la chape arrière 60 à l’aile 12.
La bielle arrière 62 présente une première extrémité montée articulée à la chape arrière 60 et une deuxième extrémité montée articulée sur un sabot 64 fixé à l’aile 12, en particulier au niveau du panneau intrados de l’aile 12.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, les capots 202 et 203 de l’ensemble de capots avant 202, 203 sont fixés autour de la structure primaire 302, c'est-à-dire que la structure primaire 302 est logée au moins en partie dans l’ensemble de capots avant 202, 203.
Dans le mode de réalisation particulier, présenté ici, la bielle arrière 62 est logée à l’intérieur du capot arrière 204. Bien sûr selon la conception du mât 100, l’arrangement peut être différent.
Le capot avant 202 et la capot intermédiaire 203 sont fixés à la structure primaire 302 par tous moyens de fixation appropriés comme par exemple des éléments de supports, des ferrures et maintenus au moyen de visserie ou des rivets.
Le mât réacteur 100 comporte ainsi un système de capotage 200 qui comporte l’ensemble de capots avant 202, 203 et le capot arrière 204.
Le système de capotage 200 comporte également un système de déplacement 250 qui assure le déplacement du capot arrière 204 en translation d’une position fermée/avancée, dans laquelle le capot arrière 204 est en contact, sur sa face avant, avec le capotage 203 et s’étend en continuité à l’arrière de l’ensemble de capots avant 202, 203 et plus particulièrement ici du capot intermédiaire 203, à une position ouverte/reculée, dans laquelle le capot arrière 204 est reculé par rapport à sa position avancée, de manière à être éloigné vers l’arrière de l’ensemble de capots avant 202, 203 et plus particulièrement ici du capot intermédiaire 203 et ainsi dégager un espace entre l’ensemble de capots avant 202, 203 et le capot arrière 204 pour permettre d’accéder à l’intérieur du mât réacteur 100 et aux différents systèmes qui s’y logent (non représentés sur les figures de ce dossier). Le capot arrière 204 est ainsi un capot mobile et le dégagement du capot arrière 204 permet un accès facile par rapport aux trappes de l’état de la technique. En outre, il n’est pas nécessaire de prévoir des trappes d’accès d’où une simplification de la structure par rapport à l’état de la technique, comme par exemple une peau externe ‘monobloc’ du capot, réalisée d’un seul tenant et favorisant l'écoulement aérodynamique.
Le système de capotage 200 comporte également un système de blocage, tel qu’un verrou ou loquet ou un élément de visserie, qui peut prendre alternativement une position verrouillée dans laquelle il bloque le capot arrière 204 en position avancée, et une position déverrouillée dans laquelle il ne bloque pas le capot arrière 204 et le laisse libre de passer de la position avancée à la position reculée et inversement. Dans la position déverrouillée, le capot arrière 204 est donc libre en translation.
Le système de blocage permet de fixer le capot arrière 204 à un élément fixe du mât 100, comme par exemple le capot intermédiaire 203 ou le caisson primaire 302.
La montre une partie du système de capotage 200 en vue éclatée.
Le système de déplacement 250 comporte une première structure 252 solidaire du capot arrière 204 et comportant des premiers moyens de glissière 254, et une deuxième structure 260 solidaire du panneau intrados de l’aile 12 (non représenté) comportant des deuxièmes moyens de glissière 262. Les premiers moyens de glissière 254 et les deuxièmes moyens de glissière 262 coopèrent les uns avec les autres pour réaliser une liaison glissière dont la direction de translation est ici parallèle à la direction longitudinale X et pour assurer le déplacement du capot arrière 204 de la position avancée à la position reculée et inversement.
La fixation du capot arrière 204 à la première structure 252 est assurée par tous moyens appropriés comme des éléments de visseries ou des rivets.
La deuxième structure 260 est fixée à une structure fixe de l’aéronef 10 comme par exemple une structure de l’aile 12.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, les premiers moyens de glissière 254 prennent la forme de deux rails 255 parallèles à la direction de translation avec une section en demi-cercle. Chaque rail 255 est fixé à la première structure 252. Les deuxièmes moyens de glissière 262 prennent la forme de deux rainures 263 et chaque rainure 263 est réalisée dans un bloc. Les deux blocs forment ensemble la deuxième structure 260. Chaque rail 255 coulisse dans la rainure 263 respective se trouvant en vis à vis 263 où chacune prend ici la forme d’un évidement cylindrique à l’intérieur duquel coulisse le rail 255.
Bien sûr d’autres formes complémentaires sont possibles pour réaliser la liaison glissière entre un rail 255 et une rainure 263.
Chaque bloc est fixé à la structure fixe de l’aile 12 de l’aéronef 10 et présente sa rainure 263 vers le bas tandis que chaque rail 255 est orienté vers le haut. La première structure 252 et le capot arrière 204 sont ainsi suspendus sous la structure fixe, et donc ici sous l’aile 12. Le capot arrière 204 coulisse ainsi sous l’aile 12.
Pour éviter au mieux les mouvements du capot arrière 204 en vol (et ainsi assurer une continuité de forme aérodynamique avec les capots 202 et 203), le système de capotage 200 comporte une pluralité de plots de positionnement 254, 270 répartis à l’avant de la première structure 252 et, pour chaque plot de positionnement 254, 270, la structure du mât réacteur 100 comporte un logement 256, 272 dans lequel loge le plot de positionnement 254, 270 en position avancée.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, il y a trois plots de positionnement dont deux sont constitués par les extrémités avant des rails 255 où chacune loge dans un logement 256.
Chaque logement 256 est réalisé ici dans un patin 258 et chaque patin 258 est fixé soit à la structure du mât réacteur 100 ou bien à celle de l’aile 12 sous le panneau intrados (non représenté)
Dans la mesure où les rails 255 sont localisés en partie haute de la paroi arrière 204, un autre plot de positionnement 270 fixé à la première structure 252 est disposé en partie basse de celle-ci et un logement 272 est prévu dans la structure du mât réacteur 100 pour loger le plot de positionnement 270 en position avancée.
Avantageusement, chaque capot 202, 203, 204 est constitué d’un seul et même composant par exemple réalisé par moulage, limitant ainsi la présence de zone de jonction pouvant perturber l’écoulement de l’air et générer du bruit.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté à la , la première structure 252 comporte un longeron supérieur 502 qui s’étend dans un plan globalement horizontal et qui supporte les premiers moyens de glissière 254, et un longeron inférieur 504 qui est en position oblique et s’étend du bas vers le haut en progressant de l’avant vers l’arrière.
Le plot de positionnement 270 est ici fixé à l’avant du longeron inférieur 504.
Pour fixer le longeron inférieur 504 et le longeron supérieur 502, la première structure 252 comporte une pluralité de nervures 506 qui s’étendent dans des plans globalement verticaux et qui sont fixées au longeron inférieur 504 et au longeron supérieur 502.
La structure de la première structure 252 est ainsi relativement simple et légère.
Dans un monde réalisation privilégié, il est envisagé d’utiliser des composants en matériaux composites, présentant des opportunités significatives en termes de masse, de coûts et d’intégration de fonctions (formes complexes, pertes de matières réduites, ...) et d’assemblage (collage, cycle commun de cuisson, suppression des fixations …).

Claims (8)

  1. Mât réacteur (100) d’un aéronef (10) comportant une aile (12) avec une structure fixe, ledit mât réacteur (100) comportant une structure primaire (302) destinée à fixer entre eux un réacteur (14) et l’aile (12), et un système de capotage (200) comportant :
    - un ensemble de capots avant (202, 203) où les capots sont fixes autour de la structure primaire (302),
    - un capot arrière (204) disposé dans la continuité et à l’arrière de l’ensemble de capots (202, 203),
    - un système de déplacement (250) comportant une première structure (252) solidaire du capot arrière (204) et comportant des premiers moyens de glissière (254), et une deuxième structure (260) destinée à être fixée à la structure fixe de l’aile (12) et comportant des deuxièmes moyens de glissière (262), où les premiers moyens de glissière (254) et les deuxièmes moyens de glissière (262) coopèrent les uns avec les autres pour réaliser une liaison glissière, de manière à déplacer le capot arrière (204) en translation d’une position avancée, dans laquelle le capot arrière (204) est en continuité à l’arrière de l’ensemble de capots (202, 203), à une position reculée, dans laquelle le capot arrière (204) est éloigné vers l’arrière de l’ensemble de capots (202, 203), et
    - un système de blocage prenant alternativement une position verrouillée dans laquelle il bloque le capot arrière (204) en position avancée, et une position déverrouillée dans laquelle il ne bloque pas le capot arrière (204).
  2. Mât réacteur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de glissière (254) prennent la forme de deux rails (255) parallèles où chaque rail (255) est fixé à la première structure (252), en ce que les deuxièmes moyens de glissière (262) prennent la forme de deux rainures (263) réalisées dans la deuxième structure (260), et en ce que chaque rail (255) coulisse à l’intérieur de l’une des rainures (263).
  3. Mât réacteur (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de capotage (200) comporte une pluralité de plots de positionnement (254, 270) répartis à l’avant de la première structure (252) et, en ce que pour chaque plot de positionnement (254, 270), la structure du mât réacteur (100) comporte un logement (256, 272) dans lequel loge le plot de positionnement (254, 270) en position avancée.
  4. Mât réacteur (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux des plots de positionnement sont constitués par les extrémités avant des rails (255).
  5. Mât réacteur (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’un plot de positionnement (270) est fixé à la première structure (252) en partie basse de celle-ci.
  6. Mât réacteur (100) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque capot (202, 203, 204) est constitué d’un seul et même composant.
  7. Mât réacteur (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première structure (252) comporte un longeron supérieur (502) qui s’étend dans un plan globalement horizontal et qui supporte les premiers moyens de glissière (254), un longeron inférieur (504) qui est en position oblique et s’étend du bas vers le haut en progressant de l’avant vers l’arrière, et une pluralité de nervures (506) qui s’étendent dans des plans globalement verticaux et qui sont fixées au longeron inférieur (504) et au longeron supérieur (502).
  8. Aéronef (10) comportant une aile (12), un réacteur (14) et un mât réacteur (100) selon l'une des revendications précédentes, fixé entre l’aile (12) et le réacteur (14).
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