Brevet FR2010419A1 — publié le 19700213

La présente invention est relative aux moteurs de propulsion par réaction pour avions, utilisant une turbine à gas, et elle concerne plus particulièrement le montage dans la structure de l'avion d'un turbo-réacteur qui comporte une turbine à 5 et un groupe ventilateur arrière. Un objet de la présente invention est de monter le groupe ventilateur appartenant à un tel moteur dans la structure de l'avion de façon qu'aucune des charges provenant de ce groupe ventilateur ne soit transmise au moteur. 10 Conformément à l'invention, le moteur de propulsion à réaction pour avions utilisant une turbine à gas comprend un turbo-réacteur monté dans une structure de l'avion, ët un groupe ventilateur qui comporte une turbine d'entraînement pour le ventilateur, actionnée par les gaz d'échappement du moteur, 15 des moyens pour relier ledit groupe ventilateur à la structure de l'avion, indépendamment du moteur, et un conduit propre à diriger les gaz d'échappement du moteur jusqu'à la turbine d'entraînement du ventilateur, ce conduit étant susceptible de permettre un certain mouvement relatif entre le groupe ventilateur 20 et le moteur. Dans une forme de réalisation préférée de la structure de l'avion sur lequel le groupe propulseur doit être monté, celle-ci comprend des poutres cintrées, antérieure et postérieure. Le moteur est monté dans la poutre antérieure au moyen, d'un 25 dispositif à tourillon, d'un côté du carénage de ce moteur, en "vue de la réaction aux charges de poussée et de torsion, ainsi qu'au moyen d'une biellette articulée à la partie supérieure du moteur, et qui supporte une partie du poids de celui-ci. Le moteur est d'autre part fixé dans la poutre postérieure au moyen 30 d'une autre biellette, ou d'une paire de biellettes, articulées à la partie supérieure de celui-ci, et destinées à supporter le reste du poids du moteur» Le groupe ventilateur arrière peut être supporté en porte-à-faux par la poudre postérieure, par l'intermédiaire 35 d'une manchette rigide et rigidement fixée, ou d'une structure ajourée. En variante, le groupe ventilateur arrière peut être supporté à son extrémité antérieure, -par l'interraédiaire d'un joint à rotule, par la poutre postérieure et être supporté 4-0 d'autre part, à son extrémité arrière, au moyen de. tirant s ou 69 17686 2010419 bien d'une poutre et d'une.biellette reliée à la structure de l'avion. Lee cliarges due'o au ventilateur sont ainsi transmises à la structure de l'avion, soit directement soit par l'intermédiaire des deux poutres ainsi que de la mancliette ou de la struc-5 ture ajcurée► L'invention sera maintenant décrite plus en détail et à simple titre d'exemple, bù. se référant aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente la partie postérieure d'un 10 avion dans lequel au,moins l'un des moteurs est monté conformément à la présente invention. La finjure 2 est une coupe longitudinale de l'un des motears de la figure 1, dans lequel le groupe ventilateur arrière est monté en porte-à-faux depuis la poutre postérieure 15 de montage du moteur, conformément à la présente invention. La figure 3 est une autre vue en coupe du groupe moteur, montrant une variante de la structure de montage pour le groupe ventilateur- Les figures 4 et 5 sont des coupes transversales sui-20 vant la ligne A-A de la figure 3j représent ant deux variantes de la structure de liaison entre le groupe ventilateur et l'aviai-, et la figure 5 est une autre vue en coupe longitudinale montrant une autre variante de montage du groupe ventilateur. 25 En se référant maintenant à la figure 1, on voit qu'on a représenté la partie arrière du fuselage 1 d'un avion sur lequel sônt montés trois groupes moteurs 2^, 2b utilisant une turbine à gaz, ciiacun de ces groupes moteurs comportant un turboréacteur 3 à double flux et à faible rapport de bj-pass, savoir 30 0,5 dans cet exemple, et un groupe ventilateur arrière 4-. L'invention concerne plus particulièrement le montage des groupes moteurs 2_a sur le côté du fuselage, quoique les mêmes principes puissent être appliqués également au montage du groupe central 2b sur le fuselage. 33 La figure 2 représente plus en détail une forme de réalisation du dispositif utilisé pour le montage des groupes moteurs 2_a sur le coté du fuselage de l'avion. Deux poutres cintrées 10 et 11 s'étendent latéralement au-delà du fuselage de l'avion, et le groupe moteur 3 est 40 fixé à ces deux poutres. La poutre 10 antérieure est d'une lon- 69 17686 2010419 .gueur telle ~u ' elle iïrse \ *~rt 4— rz."'. ** -1 -- 4— -£* - - — £. rt r~.-t - "■» o> T1 w l> w . _ >_ V .. vj - -_ -./ L» ci * : .r'. --» A-*- ^ --- « ■• -L~ -—» "] •- ■**, • : en plu O f " • " -1 ^«twi — ercl'.-, o.- l-_ on zd'-i:1: un to;'"!11 „ ' 12 : CJ " 1 I -• _4- _k. nternédi-ir; •?— - "] ^ do 4- , j vy- ar le moteur ✓ v- ,-j -\ ~V -Î- ; — , - 2.3 i ou î cl* """ 3.^' 1 0 îlC j "-r- -1 rj ""o " ^ r 1 » q-,r- C"' ) ■ -- "j - , M-10 b iell •stte O - -✓ - ticu 1 '0 -v 1 n ~ - • - — — — J- - -- ■: -r:.- ±- w "ieure du mo teur et au point oupé rien T» ^ U- SX w la poutre 10 " --ir~ !-• rte une nart i- e wj. poids d "- 2 elui- ■c - La p ûutre y\ ^ il teri CU_' s ^ ,-.4- M- ^ U eonp lètoHisnt circv 1 * -T 10 da: as 11exempl~ ■1 0 v-«— u G ^ ctr le mo teur est monté dans ce lle-ci au moyen d'une pair e de bi ellettes P ar 1 'intermédiaire J.2G- quelles la par tie r estante du poid.e du mot e' ur est transmi e 0 ' "* flISSla^-G ô e 1 ' 3 7*"*-Oxlo TJn demi-carénage rigide 14- s''étend entre l~s deux . 15 poutres, de façon à les solidariser et à transmettre directement à la poutre antérieure les charges dues à la poussée du ventilateur. Le groupe ventilateur arrière comprend les aubes de ventilateur 20 moulées a x'extrémité des aubes d'une turbine 21 20 entraînant ce ventilateur. La réalisation et le mode de fonctionnement du ventilateur arrière, considérés en eux-mêmes ne concernent pas l'invention et no seront donc pas décrits en détails. Les a^bes 21 de la turbine d'entraînement du ventilateur sont montées sur une couronne de rotor (non représentée), 25 qui tourne sur un arbre (non représenté) monté dans des portées (également non représentées) appartenant à un corps central 22. Des branches 2v, 25 agissant aussi comme aubes directrices d'entrée et de sertie pour la turbine d'entraînement du ventilateur supportent le corps central 22, depuis les portions an-30 térieure 25 et postérieure 27 respectivement de l'enveloppe 23. Un c 071 30 dél imitant le cond ■ait d1 A ■ •t T-^-n* « lateur entoure 1'envel oppe 23, et est suppo: rté pa ^ t r - diaire d ' autre s branch 3i^/ wLc C à son e: mi ta 1f - - -V ) cl. +; Q_ t ^ 12 Zk-L- •---.ct^ices 32 di O/p QCC0£ à 11 ext réni té de s 55 du ventilateur • J_IÔC 3." % -, ventilateur 20 tra V C1 r s eut 11ouve— loppe 25 ôt s1 ""H dans le condu Lit limi j_ . J - Jr c.r les —i-i- velcppes 25 et JO. L'enveloppe 25 est elle-même fixée à une cour; rigide 55 qui est supportée en porte-à-faux par etr". -ô-1 *•0 ^ 4-0 ajourée yi- partant de la poutrs bad original 4 2010419 69 17686 moteur. Ainsi, la poussée du•ventilateur et les forces "g" sont transmises à la poutre il et depuis celle-ci, par l'intermédiaire du deni-carénasse rigide 14-, la poutre antérieure 10 et au fuselage de l'avion. On voit que.la totalité du groupe ventila-5 teur arrière est par conséquent montée en porte-à-faux sur la poutre 11, et se déplacera donc en même temps que les deux poutres, lorsque le fuselage de l'avion fléchit. Un mélangeur 35 peut être fixé à l'enveloppe de la turbine du moteur, assurant le mélange de l'air de by-pass et 10 du flux de gaz chauds, et l'on pourra prévoir aussi un inverseur de poussée 36. Du fait que.le moteur est également fixé à la poutre postérieure 11 par l'intermédiaire des biellettes 13, la partie arrière de ce moteur, qui pourra comprendre le mélangeur et 15 l'inverseur de poussée, se déplacera également avec la poutre, et un mouvement relatif sera possible entre le groupe ventilateur d'une part et l'extrémité aval de l'enveloppe, du moteur, d'autre part, avec le mélangeur et l'inverseur de poussée, si ces éléments sont prévus. 20 Un conduit 37 est par conséquent prévu pour diriger les gaz d'échappement chauds depuis le moteur jusqu'à la turbine d'entraînement du ventilateur, ce conduit étant monté de façon à permettre des mouvements axiaux et radiaux relatifs entre le moteur d'une part et le groupe ventilateur d'autre part. 25 Par conséquent, ce conduit 37 transmettra pas au moteur les charges dues à la poussée du ventilateur. Le conduit 37 est en forme de .cône tronqué, et il porte à chacune de ses extrémités des brides 38} dont chacune est associée, à un joint 39- Ces joints 39 coopèrent chacun avec 30 d'autres brides 40 et 41 orientées.radialement et axialement, respectivement, portées par 1'enveloppe.23 de la turbine du ventilateur et-par celle de la.partie arrière du moteur, du mélangeur, ou de l'inverseur de poussée. La structure ajourée 34- peut être remplacée-par une 35 manchette monocoque rigide s'étendant entre la poutre.11 et la couronne 35» La figure 3 montre une seconde.forme de réalisation, pouvant être utilisée comme variante, beaucoup dés.éléments de cette figure sont identiques à ceux montrés .dans la figure 2, et 40 portent les mêmes chiffres de référence. BAD ORIGINAL 69 17686 5 .2010419 Le moteur 3> là encore, est monté-par l'intermédiaire d'un tourillon 12 d'un côté de son enveloppe, par une biellette 9 articulée à la partie supérieure du moteur, et partant d'une poutre antérieure cintrée 10 reliée a1.! fuselage de l'avion, et 5 par une paire de biellette 13 reliées à une poutre circulaire postérieure 11. Un mélangeur 35 et un inverseur de poussée 36 peuvent être disposés à l'extrémité postérieure de l'enveloppe du moteur. Le groupe ventilateur arrière ccmprend essentiellement 10 les mêmes éléments que celui représenté dans la figure 2 mais dans ce cas, au lieu d'utiliser une liaison rigide en porte-à-faux entre le groupe ventilateur et la poutre arrière 11, on prévoit une manchette 50 qui est reliée à la poutre 11 par l'intermédiaire d'un joint à rotule 51» 15 Le carénage 30 â-11 ventilateur est relié à la manchet te 50 peu? l'intermédiaire de branches 31» et à la portion arrière 27 de l'enveloppe 23 par les branches 32, comme montré dans la figure 2. D'autres "branches 24- et 25 relient le corps central 22 aux portions avant 26 et arrière 27 de l'enveloppe 20 23• Ainsi, le' groupe ventilateur arrière est relié au fuselage par 1'intermédiaire de la manchette 50 et de la poutre 11 de montage du moteur. Toutefois, l'ensemble du groupe ventilateur dispose d'un certain degré de liberté .de mouvement dans le plan verti-25 cal et dans le plan horizontal, du fait de la présence du joint -à rotule 51» et une autre liaison au fuselage de l'avion est assurée sous forme d'une paire de jambages 52 (voir figure 4-) ou bien d'une poutre 53 et d'une biellette verticale 5^ (voir figure 5)• 30 Un conduit 37 monté de façon à permettre un mouvement relatif radial et axial entre le groupe moteur et.le groupe ventilateur arrière doit être prévu pour conduire les gaz d'échappement du moteur jusqu'à la turbine d'entraînement du ventilateur. 35 Dans d'autres variantes de réalisation non représen tées, soit l'inverseur de poussée, soit le mélangeur, ou les deux, pourront être fixés au groupe ventilateur. Dans ces ccnii-- tions, le point où le mouvement .relatif se localisera entre le groupe ventilateur et le groupe moteur sera reporté plus près 4-0 de la poutre 11 et, par. conséquent, l'importance.de. ce mouve- QRKâîMAl- 17686 2010419 ment relatif sera diminuée» Ceci simplifie la réalisation du conduit 37 et so ses -'oints 39 = TJnc telle disposition peut toutefois imposer des char-ces plus importantes à la manchette 50, qui devra donc être réalisée do façon plus rigide et plus lourde. Dans une troisième forme de réalisation représentée lans la figure 5, la portion antérieure 25 de l'enveloppe 23 est reliée au corps central 22 par l'intermédiaire de branches 24, comme précédemment, jouant encore le rôle d'aubes directrices d'entrée po^r la turbine d'entraînement du ventilateur. Sous les branches 24, et à l'intérieur de ce corps central, d'autres branches 50 portent un support 51 sur lequel sont montées les portées 52 pour l'arbre 53 du ventilateur. D'autres branches 54- relient le corps central 22 au support 61 et, comme on l'a montré dans la figure 2, des branches 25 relient le corps 22 à la portion arrière 27 de l'enveloppe 23» L'enveloppe 30 délimitant le conduit du ventilateur est reliée à la portion arrière 27 de l'enveloppe 23 par des branches -32, qui jouent également le rôle d'aubes directrices de sortie pour le flux d'air fourni par le ventilateur. En supportant de cette manière le conduit du ventilateur', on peut supprimer les branches 31 traversant ce conduit, et montrées dans la figure 3* La portion antérieure 25 do l'erivelcpp3 23 peut être reliée à la poutre postérieure 11 de l'avion soit par l'intermédiaire d'un dispositif en porte-à-faux, comme on l'a montré dans la figure 2, soit au moyen du dispositif à rotule et à support arrière de la figure 3 s" le conduit 37 étant prévu pour relier à l'enveloppe 23 l'extrémité arrière de 1-'enveloppe du groupe moteur, du mélangeur ou de l'inverseur de poussée. BAD ORIGINAL ... 69 17686 n t 2010419 KSVBEDICAIIOHS . 1 - Moteur de propulsion à réaction pour avions utilisant une turbine à gaz, comprenant un turbo-réacteur monté dans une structure de l'avion, et un groupe ventilateur qui comporte 5 une turbine d'entraînement pour le ventilateur, actionnée par les gaz d'échappement du moteur, caractérisé par des moyens I reliant ledit groupe ventilateur à la structure de l'avion indépendamment du moteur, et par un conduit .dirigeant les .gaz d'échappement du moteur jusqu'à la turbine d'entraînement du 10 ventilateur, ce conduit étant susceptible de 'permettre un certain mouvement relatif entre le groupe ventilateur et le moteur. 2 - Moteur suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait que la structure de l'avion comprend deux poutres cintrées antérieure et postérieure, le groupe moteur étant monté dans ces 15 poutres, le groupe ventilateur étant monté indépendamment du groupe moteur, sur la poutre postérieure. 3 - Moteur suivant la Revendication 2, caractérisé par le fait que le groupe ventilateur arrière est fixé en porte-à-faux à la poutre postérieure, au moyen d'une manchette résistants, 20 rigidement fixée. 4- - Moteur suivant la Revendication 2, caractérisé par le fait que le groupe ventilateur arrière est fixé en porte-à-faux, à la poutre postérieure par 1-'intermédiaire d'une structure rigide ajourée. 25 5 - Moteur suivant la Revendication 2, caractérisé par le fait qu'une couronne à rotule est- prévue pour supporter le groupe ventilateur depuis la poutre postérieure, une biellette étant prévue pour relier ce groupe ventilateur à la structure de l'avion, en aval de ladite poutre postérieure.