Brevet FR2891247A1 — publié le 20070330

ENSEMBLE POUR AERONEF COMPRENANT UN ELEMENT DE VOILURE AINSI QU'UN MAT D'ACCROCHAGE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de façon générale à un ensemble pour aéronef comprenant un 10 élément de voilure ainsi qu'un mât d'accrochage d'un moteur sous ledit élément de voilure. Un tel ensemble peut être utilisé sur tout type d'aéronef comportant par exemple des turbomoteurs suspendus à sa voilure, tels que des turboréacteurs ou des turbopropulseurs. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Sur les aéronefs existants, les turbomoteurs 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. Dans le cas des turboréacteurs, les dispositifs d'accrochage habituellement employés présentent une structure rigide formant caisson, c'est-à-dire constituée par l'assemblage de longerons inférieurs et supérieurs raccordés entre eux par une pluralité de nervures transversales. De façon connue, ces mâts sont notamment conçus pour permettre la transmission à la voilure des 30 efforts statiques et dynamiques engendrés par les turbomoteurs, tels que le poids, la poussée, ou encore les différents efforts dynamiques. A ce titre, dans les mâts d'accrochage connus de l'art antérieur, la transmission des efforts 5 entre celui-ci et la voilure est classiquement assurée par une attache avant, une attache arrière, ainsi qu'une attache intermédiaire notamment destinée à reprendre les efforts de poussée générés par le turbomoteur associé. Pour ce faire, l'attache intermédiaire destinée à reprendre les efforts de poussée, également appelée attache spigot , est de façon générale matérialisée par une rotule fixée dans le longeron supérieur arrière de la structure rigide, entre l'attache avant et l'attache arrière. Cette attache spigot comprend aussi un axe ou pion de cisaillement fixé sous la voilure de l'aéronef par l'intermédiaire d'une ferrure d'encastrement, de façon à pouvoir se loger dans la rotule susmentionnée. Sur les turbomoteurs des aéronefs récents, l'important taux de dilution recherché conduit à obtenir un encombrement extrêmement élevé, puisqu'une augmentation du taux de dilution engendre inéluctablement une hausse du diamètre du moteur, et plus particulièrement une hausse du diamètre de son carter de soufflante. Ainsi, avec une garde au sol qui est naturellement fixée de manière à rester acceptable du point de vue sécuritaire, l'espace restant entre l'aile et le turbomoteur servant à loger le mât d'accrochage ainsi que les différentes attaches est de plus en plus restreint, alors que paradoxalement, les efforts à reprendre sont bien entendu de plus en plus élevés. Cette évolution des turbomoteurs a eu pour conséquence néfaste d'imposer une réduction des dimensions verticales du mât d'accrochage, notamment de manière à pouvoir conserver un espace suffisant pour placer la ferrure d'encastrement de l'attache intermédiaire, dont les grandes dimensions sont imposées par la nécessité de reprendre les efforts de poussée du turbomoteur, c'est-à-dire ceux orientés selon la direction longitudinale de ce turbomoteur, ainsi que ceux orientés selon la direction transversale de ce dernier. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de proposer un ensemble pour aéronef remédiant aux problèmes d'encombrement et de réduction des dimensions du mât d'accrochage rencontrés dans les ensembles de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet un ensemble pour aéronef comprenant un élément de voilure ainsi qu'un mât d'accrochage d'un moteur sous l'élément de voilure, le mât d'accrochage comportant une structure rigide formant un caisson pourvu d'un élément de fermeture arrière, et l'élément de voilure disposant d'un longeron avant s'étendant sensiblement parallèlement à un bord d'attaque de l'élément de voilure. Selon l'invention, le montage de la structure rigide sur l'élément de voilure est réalisé de sorte que l'élément de fermeture arrière soit en appui contre le longeron avant de l'élément de voilure. 2891247 4 On peut ainsi comprendre que la particularité de l'invention réside dans le fait que la structure rigide du mât d'accrochage pénètre partiellement dans l'élément de voilure, et plus particulièrement dans une partie formant bord d'attaque située en avant d'une partie principale formant caisson délimitée vers l'avant par le longeron avant, de manière à ce que l'élément de fermeture arrière du caisson puisse être monté fixement sur le longeron avant de l'élément de voilure contre lequel elle est en appui. Cela diffère donc totalement des réalisations de l'art antérieur dans lesquelles la structure rigide était située entièrement en dessous de l'élément de voilure, et où seules les attaches pénétraient dans cet élément. Par conséquent, pour un écartement donné entre un turbomoteur et son élément de voilure associé, la place allouée pour l'agencement du mât d'accrochage est sensiblement plus importante que celle rencontrée dans les ensembles de l'art antérieur, simplement en raison de la pénétration partielle et locale de la structure rigide à l'intérieur de l'élément de voilure. L'ensemble selon l'invention autorise par voie de conséquence l'augmentation des dimensions des mâts d'accrochage, permettant ainsi de les rendre mieux adaptés aux efforts importants qu'ils sont destinés à reprendre. Par ailleurs, il est précisé que cette solution ne fait plus appel a des attaches classiques telles que celles décrites dans la partie état de la technique antérieure, étant donné qu'il est préférentiellement recherché un agencement dans lequel l'intégralité de la structure rigide formant caisson est située au devant du longeron avant de l'élément de voilure. Les moyens d'accrochage assurant la fixation de la structure rigide sur l'élément de voilure peuvent alors être entièrement agencés au niveau de l'élément de fermeture, qui est habituellement vertical, et non plus en partie rapportés sur le longeron supérieur du caisson comme cela était le cas antérieurement avec l'attache intermédiaire du type spigot. Ainsi, la présence de ces moyens d'accrochage n'engendre aucun encombrement additionnel dans le direction verticale, ce qui permet d'augmenter encore davantage les dimensions du mât d'accrochage et/ou la garde au sol. De préférence, l'élément de fermeture arrière est au contact du longeron avant de l'élément de voilure, sur toute sa surface externe ou sur une partie seulement de cette même surface. Dans le cas où cet élément de fermeture 20 arrière s'étend vers le bas audelà du longeron avant de l'élément de voilure, on peut prévoir que cet élément de fermeture arrière est également en appui contre une ferrure de support située au dessous du longeron avant, et solidarisée à ce dernier. Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, l'élément de fermeture arrière est au contact d'une ferrure de support interposée entre le longeron avant et ce même élément de fermeture arrière de la structure rigide. Dans cette configuration, on peut aussi prévoir que cette ferrure de support se prolonge vers le bas au-delà du longeron avant. Préférentiellement, l'ensemble comporte des moyens d'accrochage de la structure rigide sur l'élément de voilure, ces moyens comprenant deux pions de cisaillement latéraux ainsi qu'une pluralité de boulons de traction. Cette solution permet avantageusement d'obtenir des moyens d'accrochage formant un système de montage isostatique, mais garantit surtout une interchangeabilité parfaite pour le mât d'accrochage. De plus, il est noté que l'élément de fermeture peut indifféremment être une cloison ou une nervure en forme de cadre, de préférence orientée sensiblement verticalement et parallèlement au bord d'attaque. Enfin, l'invention a également pour objet un aéronef comprenant au moins un ensemble tel que celui qui vient d'être décrit. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels; - la figure 1 représente une vue de côté d'un ensemble pour aéronef selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention; - la figure 2 représente une vue partielle de dessus de l'ensemble montré sur la figure 1; - la figure 3 représente une vue en coupe prise le long de la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 représente une vue de côté d'un ensemble pour aéronef selon un second mode de réalisation préféré de la présente invention; et -la figure 5 représente une vue de côté d'un ensemble pour aéronef selon un troisième mode de réalisation préféré de la présente invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence à la figure 1, on voit un ensemble 1 pour aéronef selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention. Globalement, cet ensemble 1 comprend un élément de voilure 2 tel qu'une aile, un mât d'accrochage 4 d'un moteur 10 tel qu'un turboréacteur, ainsi que des moyens d'accrochage 8 d'une structure rigide 6 formant caisson du mât 4, sur l'élément de voilure 2. Par ailleurs, sur cette figure 1, il est également représenté à titre indicatif des moyens d'accrochage 12 interposés entre la structure rigide 6 et le turbomoteur 10, ces moyens 12 étant constitués d'une ou plusieurs attaches moteur avant 14, une attache moteur arrière 16, et d'un dispositif de reprise des efforts de poussée 18 essentiellement muni de bielles latérales de reprise. Ces moyens d'accrochage 12 ne font pas partie de la présente invention, et ne seront par conséquent pas davantage décrits. Dans toute la description qui va suivre, par convention, on appelle X la direction longitudinale du mât 4 qui est également assimilable à la direction longitudinale du turboréacteur 10, cette direction X étant parallèle à un axe longitudinal 5 de ce turboréacteur 2. D'autre part, on appelle Y la direction orientée transversalement par rapport au mât 4 et également assimilable à la direction transversale du turboréacteur 2, et Z la direction verticale ou de la hauteur, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre-elles. D'autre part, les termes avant et arrière sont à considérer par rapport à une direction d'avancement de l'aéronef rencontrée suite à la poussée exercée par les turbomoteurs 10, cette direction étant représentée schématiquement par la flèche 7. Toujours en référence à la figure 1, on peut voir que seule la structure rigide formant caisson 6 du mât d'accrochage 4 a été représentée, accompagnée des moyens d'accrochage 8 de cette structure rigide sous l'élément de voilure 2. Les autres éléments constitutifs non-représentés de ce mât 4, du type structure secondaire assurant la ségrégation et le maintien des systèmes tout en supportant des carénages aérodynamiques, sont des éléments classiques identiques ou similaires à ceux rencontrés dans l'art antérieur, et connus de l'homme du métier. Par conséquent, il n'en sera fait aucune description détaillée. De la même manière, il est indiqué que la structure rigide 6 est similaire à celles rencontrées dans les dispositifs de l'art antérieur. Ainsi, elle est effectivement du type caisson , c'est-à-dire formée par l'assemblage de longerons supérieur 20 et inférieur 22 et de deux panneaux latéraux 24 (un seul étant visible en raison de la vue de côté), ces éléments 20, 22, 24 étant raccordés entre eux par l'intermédiaire de nervures transversales 26 qui sont habituellement orientées selon des plans parallèles YZ. Par ailleurs, à l'arrière de la structure rigide 6, celle-ci présente un élément de fermeture arrière 28 prenant indifféremment la forme d'une cloison, c'est-à-dire d'un élément du type plaque fermant intégralement le caisson, ou d'une nervure en forme de cadre, c'est-à-dire présentant une ouverture en son milieu et ne fermant donc que partiellement ce même caisson. Cet élément 28 est de préférence orienté sensiblement verticalement et solidarisé à chacun des éléments 20, 22, 24 du caisson 6. De préférence et contrairement aux autres nervures 26, cet élément de fermeture 28 est orienté parallèlement au bord d'attaque 30, à savoir parallèlement à une direction d'envergure 32 de l'aile 2 (représentée schématiquement sur la figure 2), cette direction 32 étant située dans un plan XY et inclinée par rapport à ces deux directions X et Y. La particularité de l'invention réside donc dans le fait que cet élément de fermeture 28 est en appui contre un longeron avant 34 de l'élément de voilure 2, ce longeron 34 s'étendant habituellement selon la direction d'envergure 32. Dans le premier mode de réalisation préféré montré sur les figures 1 à 3, l'élément 28 est non seulement en appui contre le longeron 34, mais également au contact de celui-ci. Sur la figure 1, on peut voir que la totalité ou quasi-totalité de la surface externe de l'élément de fermeture 28 se trouve au contact de la surface avant du longeron 34, impliquant que c'est l'ensemble de cet élément 28 qui est agencé dans le l'élément de voilure 2. Plus précisément, cet élément 28 se trouve agencé dans une partie dite partie formant bord d'attaque de l'élément de voilure, qui est délimitée vers l'arrière par le longeron 34 constituant également une limite avant d'une partie principale formant caisson de cet élément de voilure. Néanmoins, il serait également possible de prévoir que cette surface externe de l'élément 28 s'étende vers le bas au-delà du longeron 34 et donc sous l'intrados 36 de l'aile 2, sans sortir du cadre de l'invention et comme cela sera détaillé en référence aux second et troisième modes de réalisation préférés. Par ailleurs, dans le premier mode de réalisation préféré, la fixation de la structure rigide 6 sur l'aile 4 pourrait être consolidée avec des armatures ou éléments similaires appartenant à cette même structure 6 et étant raccordés à des moyens de support (non représentés) faisant saillie en dessous de l'intrados 36, et étant de préférence solidarisés au longeron avant 34. Cependant, dans la configuration représentée pour ce premier mode de réalisation, comme on peut l'apercevoir sur les figures 2 et 3, les seuls moyens d'accrochage prévus entre l'élément de fermeture 28 et le longeron avant 34 sont une pluralité de boulons de traction 38, ainsi que deux pions de cisaillement latéraux 40. Plus précisément, ces moyens d'accrochage 8 présentant de préférence une symétrie selon un plan vertical parallèle à une direction 42 orthogonale à la direction d'envergure 32 comprennent donc deux pions de cisaillement 40 disposés de part et d'autre de ce plan (non représenté), ces pions 40 étant également agencés selon cette direction 42 et pouvant donc chacun reprendre des efforts s'exerçant selon une première et une seconde directions orthogonales entre elles et également orthogonales à la direction 42. Il est d'autre part noté que le plan vertical précité constitue également préférentiellement un plan de symétrie pour l'élément de fermeture 28. Les moyens d'accrochage 8 comprennent aussi les boulons de traction 38 également agencés dans la direction 42 selon laquelle s'étendent une pluralité de nervures d'introduction d'effort 44 de l'aile 2, certains de ces boulons 38 étant d'ailleurs situés de manière à traverser non seulement l'élément 28 et le longeron 34, mais également une partie avant d'une nervure 44. Comme on le voit sur la figure 3, les boulons 38 sont de préférence agencés sur une partie périphérique de l'élément de fermeture 28, tout autour de ce dernier, et sont donc capables d'assurer la reprise des efforts s'exerçant selon la direction 42. Enfin, il est précisé que pour obtenir des moyens d'accrochage 8 formant un système de montage isostatique, les boulons 38 sont montés avec un jeu radial. Avec cet agencement, la reprise des efforts s'exerçant selon la première direction 48 (ici identique à la direction Z) ainsi que selon la seconde direction 50 (ici identique à la direction d'envergure 32) est assurée uniquement par les deux pions 40, tandis que la reprise des efforts s'exerçant selon la direction 42 est exclusivement assurée par la pluralité de boulons 38. En outre, la reprise du moment s'exerçant selon la direction 42 est assurée conjointement par les deux pions 40, et la reprise des moments s'exerçant selon les deux directions 48 et 50 est assurée conjointement par les boulons de traction 38. En référence à présent à la figure 4, on peut apercevoir un ensemble 1 pour aéronef selon un second mode de réalisation préféré de la présente invention. Il est précisé que sur les figures, les éléments portant les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires. Ainsi, on peut voir que la différence avec le premier mode de réalisation consiste à prévoir que l'élément de fermeture arrière 28 est non seulement fixé sur le longeron avant 34, mais également sur une ferrure de support 52 située en dessous du longeron 34. En effet, cette ferrure 52, préférentiellement équipée de nervures de renfort 53, présente une surface de contact 54 située en dehors de l'aile 2 et dans le prolongement de la surface avant du longeron 34, cette surface 54 étant disposée de telle façon que l'élément 28 puisse également être en appui contre celle-ci. A titre indicatif, cette ferrure de support 52 est entièrement rapportée sous l'intrados 36 auquel elle peut être fixée par l'intermédiaire de moyens conventionnels de montage, permettant également l'assemblage de cette ferrure 52 sur une aile inférieure 56 du longeron avant. D'autre part, les moyens d'accrochage 8 identiques ou similaires à ceux décrits ci-dessus sont donc répartis sur le longeron avant 34 et sur la ferrure de support 52. Dans ce second mode de réalisation tout comme dans les autres modes décrits, l'ensemble de la structure rigide 6 du mât 4 se trouve donc préférentiellement entièrement en avant par rapport au longeron avant 34 de l'aile 2. En référence à la figure 5, on peut apercevoir un ensemble 1 pour aéronef selon un troisième mode de réalisation préféré de la présente invention. Dans ce mode, il est prévu une ferrure de support 152 préférentiellement équipée de nervures de renfort 153, et dont la partie inférieure située extérieurement par rapport à l'aile 2 est identique ou similaire à la ferrure de support 52 décrite dans le cadre du second mode de réalisation, et dont une partie supérieure située extérieurement par rapport à l'aile 2 est interposée entre le longeron avant 34 et l'élément de fermeture 28. Ainsi, ce dernier élément 28, qui reste toujours en appui contre le longeron 34 sans être directement au contact de celui-ci, est par conséquent entièrement au contact d'une surface d'appui 154 de la ferrure 152, cette surface 154 ainsi que l'élément 28 étant alors chacun situés partiellement à l'intérieur et partiellement à l'extérieur de l'aile 2. Dans cette configuration où la surface de contact 154 s'étend sur sensiblement toute la hauteur de la ferrure 152 réalisée de préférence d'un seul tenant et en titane, il est noté que cette surface est de préférence parallèle à la surface avant du longeron 34, c'est-à-dire orientée sensiblement verticalement et parallèlement au bord d'attaque. La partie inférieure de la ferrure 152 peut elle aussi être raccordée à l'intrados 36 et à l'aile inférieure 56 du longeron par l'intermédiaire des moyens conventionnels de montage, tandis que sa partie supérieure est quant à elle fixée à l'âme du longeron 34 à l'aide des moyens d'accrochage 8 les traversant, dans le but de coopérer avec cette même âme. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier aux ensembles 1 pour aéronef qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. REVENDICATIONS 1. Ensemble (1) pour aéronef comprenant un élément de voilure (2) ainsi qu'un mât d'accrochage (4) d'un moteur (10) sous ledit élément de voilure, le mât d'accrochage (4) comportant une structure rigide (6) formant un caisson pourvu d'un élément de fermeture arrière (28), et l'élément de voilure (2) disposant d'un longeron avant (34) s'étendant sensiblement parallèlement à un bord d'attaque (30) dudit élément de voilure, caractérisé en ce que le montage de ladite structure rigide (6) sur l'élément de voilure (2) est réalisé de sorte que l'élément de fermeture arrière (28) soit en appui contre ledit longeron avant (34) de l'élément de voilure. 2. Ensemble (1) pour aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fermeture arrière (28) est au contact dudit longeron avant (34) de l'élément de voilure. 3. Ensemble (1) pour aéronef selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de fermeture arrière (28) est également en appui contre une ferrure de support (52) située au dessous dudit longeron avant (34) et solidarisée à ce dernier. 4. Ensemble (1) pour aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fermeture arrière (28) est au contact d'une ferrure de support (152) interposée entre le longeron avant (34) et ce même élément de fermeture arrière (28) de la structure rigide (6). 5. Ensemble (1) pour aéronef selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite ferrure de support (152) se prolonge vers le bas au-delà du longeron avant (34). 6. Ensemble (1) pour aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'accrochage (8) de la structure rigide (6) sur l'élément de voilure (2), lesdits moyens d'accrochage (8) comprenant deux pions de cisaillement latéraux (40) ainsi qu'une pluralité de boulons de traction (38). 7. Ensemble (1) pour aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de fermeture (28) est une cloison ou une nervure en forme de cadre. 8. Ensemble (1) pour aéronef selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit élément de fermeture (28) est orienté sensiblement verticalement et parallèlement au bord d'attaque (30). 9. Aéronef caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.