Brevet FR2913401A1 — publié le 20080912

MÂT POUR NACELLE D'AERONEF INCORPORANT DES MOYENS POUR LIMITER L'APPARITION DE VIBRATIONS, EN PARTICULIER A CERTAINS REGIMES DE VOL, A FORT NOMBRE DE MACH ET FAIBLE PORTANCE La présente invention se rapporte à un mât pour nacelle d'aéronef incorporant des moyens pour limiter l'apparition de vibrations, en particulier à certains régimes de vol, à fort nombre de Mach et faible portance. La motorisation d'un aéronef comprend généralement un moteur ou 5 turboréacteur disposé dans une nacelle, ladite motorisation étant reliée au reste de l'aéronef par l'intermédiaire d'une liaison appelée mât. Selon une configuration largement répandue, la motorisation est rapportée sous la voilure de l'aéronef, mais elle peut être rapportée sur la voilure, à l'arrière du fuselage ou sur le fuselage de l'aéronef en forme d'aile volante. 10 Le mât doit assurer la transmission des efforts mécaniques, notamment l'effort de poussée, entre la motorisation et le reste de l'aéronef, tout en respectant des contraintes de type aérodynamique, notamment avoir une traînée minimale. Par conséquent, la conception d'un mât et notamment de ses formes est un processus pluridisciplinaire, nécessitant de nombreux compromis pour tenir 15 compte de contraintes souvent antagonistes. Pour certains régimes de vol, en particulier pour les vols à fort nombre de Mach et faible portance, lorsque l'onde de choc qui apparaît à ce régime est suffisamment forte, son interaction avec la couche limite du mât entraîne un décollement de ladite couche limite qui peut être la source de vibrations 20 inacceptables pour l'aéronef, notamment si ces vibrations excitent des modes structuraux peu amortis. Pour atténuer la propagation desdites vibrations, la forme de la peau du mât est fortement contrainte par ce phénomène ce qui tend à complexifier davantage le mât. Aussi, la présente invention propose un mât incorporant des moyens pour limiter l'apparition de vibrations, notamment à certains régimes de vol, permettant de réduire les contraintes auxquelles il est soumis. A cet effet, l'invention a pour objet un mât de liaison entre une motorisation et le reste d'un aéronef comprenant une surface externe en contact avec les écoulements d'air, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la surface externe, au moins un évidement obturé par une paroi poreuse venant dans le prolongement de ladite surface externe, ledit évidement permettant de faire communiquer la zone de haute pression avec la zone de basse pression disposées de part et d'autre d'une onde de choc. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va 15 suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un mât selon un mode de réalisation, - la figure 2 est une coupe d'une partie de la surface externe du mât de la 20 figure 1, - la figure 3 est une vue en élévation latérale d'un mât selon un autre mode de réalisation, et - la figure 4 est une coupe d'une partie de la surface externe du mât de la figure 3. 25 Sur les différentes figures, on a représenté en 10 une motorisation d'un aéronef. Cette motorisation est généralement incorporée dans un conduit appelé également nacelle. Cette motorisation se présente généralement sous la forme d'un turboréacteur. Néanmoins, l'invention n'est pas limitée à ce type de motorisation mais peut s'appliquer à tous les types de motorisation. Cette motorisation 10 est reliée au reste de l'aéronef par l'intermédiaire d'une liaison appelée par la suite mât 12. Selon un agencement largement répandu et illustré sur les figures 1 et 3, la motorisation est disposée sous chacune des ailes de l'aéronef. Cependant, l'invention n'est pas limitée à cet agencement mais couvre toutes les variantes. Ainsi, la motorisation peut être rapportée sur les ailes. Elle peut être également reliée au fuselage, par exemple sur les côtés à l'arrière du fuselage, ou être rapportée sur le fuselage de l'aéronef qui peut prendre la forme d'une aile volante. Le mât 12 comprend une structure interne permettant d'assurer la transmission des efforts mécaniques, disposée dans une enveloppe avec une surface externe 14 en contact avec les écoulements d'air. Le mât 12 a une section permettant de réduire la traînée. Selon un mode de réalisation, le mât 12 est sensiblement symétrique selon un plan vertical dans le sens d'écoulement de l'air (matérialisé par la flèche 15), ledit plan séparant la surface externe 14 en un premier flanc et un second flanc. Lorsque l'aéronef approche ou dépasse la vitesse du son, il apparaît au niveau de la surface externe 14 une onde de choc 16 délimitant à l'avant selon le sens de l'écoulement de l'air 15 une zone de haute pression 18 et à l'arrière une zone de basse pression 20. Pour certains régimes de vol, notamment à fort nombre de Mach et à faible portance, cette onde de choc 16 peut générer de fortes vibrations. Selon l'invention, pour atténuer l'intensité de l'onde de choc 16 et de la sorte les vibrations, le mât 12 comprend, au niveau de la surface externe 14, au moins un évidement 22 ménagé dans le profil du mât, obturé par une paroi poreuse 24 venant dans le prolongement de ladite surface externe 14. Cette paroi poreuse permet d'assurer la continuité de l'écoulement de l'air en surface du mât sans engendrer des perturbations au niveau dudit écoulement. L'évidement 22 est ménagé au niveau d'au moins un flanc du mât, sa position étant déterminée de manière à ce qu'il permette de faire communiquer la zone de haute pression 18 avec la zone de basse pression 20 afin de réduire la différence de pression de part et d'autre de l'onde choc correspondant à l'intensité de ladite onde choc. Les formes et les dimensions de l'évidement, la porosité de la paroi poreuse 24 sont déterminées afin que le débit entre la zone de haute pression 18 et la zone de basse pression 20 soit satisfaisant pour réduire l'intensité de l'onde choc. A titre d'exemple, la paroi poreuse à une porosité de 3 à 6%. Selon une première variante illustrée sur les figures 1 et 2, l'évidement 22 peut s'étendre sur une longueur suffisante selon le sens de l'écoulement de l'air 15 pour que l'onde de choc soit disposée au droit dudit évidement 22. Selon une autre variante illustrée sur les figures 3 et 4, le mât comprend au niveau d'au moins un flanc, au moins deux évidements 22 et 22', disposés l'un après l'autre selon le sens de l'écoulement de l'air 15, obturés chacun par une paroi poreuse respectivement 24, 24', au moins un conduit 26 permettant de faire communiquer lesdits évidements. Ainsi, si l'onde de choc 16 se trouve au droit d'un évidement 22 ou 22' ou entre lesdits évidements 22 et 22', lesdits évidements et le conduit permettent de faire communiquer la zone de haute pression 18 et la zone de basse pression 20 afin de réduire l'intensité de l'onde de choc 16 et de la sorte les vibrations. Le nombre et la longueur des évidements obturés par des parois poreuses sont déterminés de manière à ce que l'onde de choc soit entre l'extrémité amont du premier évidement et l'extrémité aval du dernier évidement selon le sens de l'écoulement de l'air 15. Les dimensions des évidements, le nombre d'évidements, les dimensions des conduits et la porosité des parois poreuses sont ajustés afin que le débit entre la zone de haute pression 18 et la zone de basse pression 20 soit satisfaisant pour réduire l'intensité de l'onde choc. Selon les modes de réalisation, le ou les évidements sont ménagés au niveau d'un seul flanc ou au niveau des deux flancs. Selon un autre avantage, l'invention permet de découpler l'optimisation de la surface externe du mât qui vise à satisfaire des objectifs aérodynamiques en régime de croisière, de la gestion des risques de décollement de la couche limite. Pour une plus grande efficacité, le ou les évidements sont disposés à proximité de la jonction du mât avec le reste de l'aéronef qui est le lieu du maximum d'interaction entre l'onde de choc et la couche limite très sensible qui se développe dans cette zone. REVENDICATIONS 1. Mât de liaison entre une motorisation et le reste d'un aéronef comprenant une surface externe (14) en contact avec les écoulements d'air, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la surface externe (14), au moins un évidement (22) obturé par une paroi poreuse (24) venant dans le prolongement de ladite surface externe (14), ledit évidement permettant de faire communiquer la zone de haute pression (18) avec la zone de basse pression (20) disposées de part et d'autre d'une onde de choc (16). 2. Mât de liaison entre une motorisation et le reste d'un aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux évidements (22, 22') disposés l'un après l'autre selon le sens de l'écoulement de l'air (15), obturés chacun par une paroi poreuse (24, 24'), et au moins un conduit (26) permettant de faire communiquer lesdits évidements (22, 22'). 3. Mât de liaison entre une motorisation et le reste d'un aéronef selon la revendication 1 ou 2, ledit mât étant sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical disposé selon le sens de l'écoulement de l'air, ledit plan séparant la surface externe (14) en un premier flanc et un second flanc, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un évidement (22, 22') au niveau d'au moins un flanc. 4. Mât de liaison entre une motorisation et le reste d'un aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit au moins un évidement (22) est disposé à proximité de la jonction dudit mât avec le reste de l'aéronef. 5. Aéronef comportant au moins un mât selon l'une quelconque des revendications précédentes.