Brevet FR2935353A1 — publié le 20100305

La présente invention concerne un mât pour la suspension d'un turbomoteur à double flux sous une aile d'aéronef. On sait que les moteurs d'ailes d'un aéronef sont suspendus aux ailes de celui-ci par l'intermédiaire de mâts de suspension jouant le rôle d'interface de liaison entre les ailes et les moteurs. On sait également que la présence d'un tel mât de suspension et du moteur qu'il porte perturbe fortement l'écoulement aérodynamique, notamment sur l'intrados de ladite aile. II en résulte donc une importante perturbation locale de la portance au voisinage du mât, cette portance su- bissant une brusque baisse du côté de l'emplanture de l'aile et une augmentation du côté de l'extrémité distale de cette dernière. De plus, cette perturbation de l'écoulement aérodynamique forme des nappes tourbillonnaires qui s'échappent du bord de fuite de l'aile en engendrant une forte traînée induite. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cette fin, selon l'invention, le mât pour la suspension d'un turbomoteur à double flux sous une aile d'aéronef, ledit turbomoteur présentant un plan vertical médian passant par son axe longitudinal et ledit mât comprenant deux faces latérales, dont l'une est dirigée vers l'emplanture de ladite aile et l'autre vers l'extrémité distale de cette dernière, lesdites faces latérales convergeant pour former, à l'arrière dudit mât, un bord de fuite et la partie inférieure dudit arrière du mât supportant la tuyère de flux chaud dudit turbomoteur, de sorte que ladite partie inférieure de l'arrière du mât est baignée par le flux froid de ce dernier, est remarquable en ce qu'au moins ladite partie inférieure de l'arrière du mât est incurvée en di- rection de l'emplanture de ladite aile, de sorte qu'au moins le bord de fuite de ladite partie inférieure est déportée en direction de ladite emplanture par rapport audit plan vertical médian. Ainsi, on provoque une déviation de l'écoulement aérodynamique du flux froid du turbomoteur baignant au moins la partie inférieure de l'arrière du mât. Cette déviation engendre, d'une part, une surpression du côté de la face latérale dirigée vers l'emplanture, ce qui permet d'augmenter la portance locale et ainsi de compenser la brusque baisse de portance due à la présence du mât, et, d'autre part, une dépression du ~o côté de la face latérale dirigée vers l'extrémité distale, ce qui permet de diminuer sensiblement la portance locale et donc de compenser l'augmentation de portance due à la présence du mât. En outre, la modification des pressions locales sur l'intrados au voisinage des deux faces latérales du mât entraîne un déplacement trans- 15 versai du flux froid du turbomoteur. Celui-ci s'éloigne de l'intrados du côté de la face latérale dirigée vers l'emplanture, alors qu'il se rapproche de l'intrados du côté de la face latérale dirigée vers l'extrémité distale. Un tel déplacement transversal du flux froid du turbomoteur accentue les sur-pression et dépression locales engendrées par la cambrure du mât, ce qui 20 renforce la correction de la portance au voisinage des faces latérales du mât. De plus, une telle compensation de portance réduit la traînée in-duite de l'aile, ce qui permet d'augmenter la charge embarquée à bord de l'aéronef de quelques dizaines à quelques centaines de kilos (selon la na- 25 ture de l'aéronef) pour une même consommation de carburant. De préférence, la totalité de l'arrière du mât est incurvée en direction de ladite emplanture, de sorte que l'intégralité dudit bord de fuite du-dit mât est déportée en direction de ladite emplanture. Ainsi, l'écoulement aérodynamique compris entre l'intrados et le carter du moteur au niveau des faces latérales du mât est également dévié, ce qui renforce la compensation de la portance locale à proximité du mât. L'arrière du mât peut être fixe dans son intégralité. Toutefois, en variante, au moins ladite partie inférieure de l'arrière dudit mât est constituée par un volet mobile de bord de fuite de façon à pouvoir occuper, de manière réversible, au moins l'une des deux positions suivantes : une position déportée pour laquelle ledit bord de fuite de ladite partie inférieure est déporté au moins en partie en direction de ladite emplan- ture ; et une position alignée pour laquelle ledit volet mobile est aligné avec la partie fixe dudit mât. Ainsi, l'inclinaison du volet mobile peut être variable et dépendre des conditions de vol et de chargement de l'aéronef. De préférence, au moins au niveau de la partie inférieure de l'arrière du mât, ladite face latérale dirigée vers ladite emplanture est concave. Toutefois, cette dernière face latérale peut être au moins sensiblement plane, ou même convexe. Si les deux faces latérales du mât sont convexes, la convexité de ladite face latérale dirigée vers ladite extrémité distale est plus marquée que la convexité de ladite face latérale dirigée vers ladite emplanture. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue de face d'un aéronef à deux moteurs d'ailes. La figure 2 est une vue schématique du dessous, selon la flèche II de la figure 3, d'une portion d'aile de l'aéronef de la figure 1, à laquelle est suspendu un turbomoteur à double flux par l'intermédiaire d'un mât de suspension. La figure 3 est une vue en coupe schématique d'une aile de l'aéronef de la figure 1, à l'emplacement d'un turbomoteur et de son mât de suspension. La figure 4 est une vue de l'arrière d'une aile de l'aéronef de la figure 1, selon la flèche IV de la figure 3, de ladite portion d'aile, du turbo-moteur et du mât de suspension. La figure 5 est un diagramme illustrant la variation de la portance P 1 o en fonction de l'envergure E de l'aile des figures 1 à 3. La figure 6 illustre, en vue agrandie semblable à la figure 2, le mât de suspension conforme à la présente invention. La figure 7 montre, en vue de l'arrière semblable à la figure 3, le mât de suspension de la figure 6. 15 La figure 8 présente, selon une vue en coupe schématique semblable à la figure 3, le mât de suspension conforme à l'invention. La figure 9 est une vue agrandie semblable à la figure 6, représentant deux variantes de réalisation du mât de suspension conformes à la présente invention. 20 La figure 10 illustre une autre variante de réalisation du mât de suspension conforme à la présente invention. L'aéronef AC, montré par la figure 1, est un avion bimoteur comportant deux turbomoteurs 1 à double flux, respectivement suspendus à chaque aile 2 dudit aéronef AC, par l'intermédiaire d'un mât de suspension 25 3. De façon usuelle, comme le montrent les figures 1 à 4 : û chaque moteur 1 à double flux présente un plan vertical médian M-M passant par son axe longitudinal L-L et comporte une tuyère de flux chaud 4 et une tuyère de flux froid 5, ledit flux froid 6 enveloppant ledit flux chaud (non représenté) ; chaque aile 2 comporte un bord d'attaque 7 et un bord de fuite 8 et s'étend, avec une envergure E, entre son emplanture 9 et son extrémité distale 10 ; et chaque mât de suspension 3 est profilé pour comporter, à son arrière 14, un bord de fuite 11 disposé dans le plan vertical M-M et délimité par deux faces latérales 12 et 13 convergentes, respectivement dirigées vers ladite emplanture 9 et vers ladite extrémité distale 10. La partie in- férieure 14I de l'arrière 14 supporte la tuyère de flux chaud 4 et, de ce fait, pénètre dans la partie supérieure dudit flux froid 6, qui la baigne. Comme le montre la courbe Cl en pointillé sur la figure 5, il existe une variation brusque de la portance au voisinage du mât 3. En effet, la portance locale du côté de la face latérale 12 dirigée vers l'emplanture 9 15 chute (partie de courbe D sur la figure 5) de façon significative, alors que la portance locale du côté de la face latérale 13 dirigée vers l'extrémité distale 10 augmente sensiblement (partie de courbe S sur la figure 5). Dans le mode de réalisation de l'invention montré par les figures 6 à 8 (sur lesquelles les éléments correspondant au mât 3 des figures 2 à 4 20 portent respectivement la même référence, mais affectée de l'indice a), le mât de suspension 3a comprend une face latérale 12a dirigée vers l'emplanture 9 et une face latérale 13a dirigée vers l'extrémité distale 10 respectivement concave et convexe. Dans l'exemple représenté, lesdites faces latérales 12a et 13a 25 sont respectivement concave et convexe sur la totalité de la hauteur du mât, de sorte que l'intégralité du bord de fuite 1 la du mât 3a est déporté en direction de l'emplanture 9, par rapport au plan vertical médian M-M. Bien entendu, comme on le comprendra par la suite, seule la partie du bord de fuite 1 1 a, correspondant à la partie inférieure 14aI de l'arrière 14a du mât 3a et baignée par le flux chaud 6, pourrait, conformément à l'invention, être déportée vers l'emplanture 9. Un tel déport, au moins partiel du bord de fuite 11 a, engendre une surpression locale (symbolisée par le signe + sur la figure 6) du côté de la face latérale 12a dirigée vers l'emplanture 9 et une dépression locale (symbolisée par le signe - sur la figure 6) du côté de la face latérale 13a dirigée vers l'extrémité distale 10. Cette surpression et cette dépression locales permettent de corriger la portance à proximité du mât 3a, perturbée par la présence de ce dernier. Ainsi, grâce à la présente invention et comme le montre la courbe C2 de la figure 5, la variation de la portance P en fonction de l'envergure E de l'aile au voisinage du mât 3a de l'invention est lissée et devient optimale. Comme le montre la figure 9, la face latérale concave 12a de la fi- gure 6 peut être remplacée par une face latérale convexe 12'a (en trait plein sur la figure 9), dont la convexité est moins marquée que celle de la face latérale 13a dirigée vers l'extrémité distale 10. En outre, la face latérale concave 12a dirigée vers l'emplanture 9 (figure 6) peut également être remplacée par une face latérale 12"a sensi- blement plane (illustrée en trait mixte sur la figure 9). Par ailleurs, en variante, tel que l'illustre la figure 10, la partie inférieure arrière 14a du mât 3a peut être constituée par un volet de bord de fuite 16 mobile autour d'un axe de rotation 17. Le volet mobile 16 peut ainsi occuper, de façon réversible, au moins l'une des deux positions suivantes : une position déportée pour laquelle le bord de fuite de la partie inférieure 14aI de l'arrière 14a est déporté au moins en partie en direction de l'emplanture 9. La face latérale 12a dirigée vers l'emplanture 9 est alors au moins approximativement concave et celle dirigée vers l'extrémité distale 10 au moins approximativement convexe ; et une position alignée pour laquelle le volet mobile 16 est alignée avec la partie fixe 18 du mât 3a.5 REVENDICATIONS1. Mât pour la suspension d'un turbomoteur à double flux sous une aile d'aéronef, ledit turbomoteur présentant un plan vertical médian (M-M) passant par son axe longitudinal (L-L) et ledit mât comprenant deux faces latérales, dont l'une est dirigée vers l'emplanture (9) de ladite aile (2) et l'autre vers l'extrémité distale (10) de cette dernière, lesdites faces latérales convergeant pour former, à l'arrière dudit mât, un bord de fuite et la partie inférieure dudit arrière du mât supportant la tuyère de flux chaud (4) dudit turbomoteur (1), de sorte que ladite partie inférieure de l'arrière du mât est baignée par le flux froid (6) de ce dernier, caractérisé en ce qu'au moins ladite partie inférieure (14aI) de l'arrière (14a) du mât (3a) est incurvée en direction de l'emplanture (9) de ladite aile (2), de sorte qu'au moins ladite partie de bord de fuite (11a) de ladite partie inférieure (14aI) est déportée en direction de ladite emplanture (9) par rapport audit plan vertical médian (M-M). 2. Mât selon la revendication 1, caractérisé en ce que la totalité de l'arrière (14a) du mât (3a) est incurvée en direction de ladite emplanture (9), de sorte que l'intégralité dudit bord de fuite (1 1 a) dudit mât (3a) est déportée en direction de ladite emplan- ture (9). 3. Mât selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'arrière (14a) du mât (3a) est fixe dans son intégra-lité. 4. Mât selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins ladite partie inférieure (14aI) de l'arrière (14a) dudit mât (3a) est constituée par un volet mobile de bord de fuite (16) de façon à pouvoir occuper, de manière réversible, au moins l'une des deux positions suivantes : une position déportée pour laquelle ledit bord de fuite (1 1 a) de ladite partie inférieure (14aI) est déporté au moins en partie en direction de ladite emplanture (9) ; et une position alignée pour laquelle ledit volet mobile (16) est aligné avec la partie fixe (18) dudit mât (3a). 5. Mât selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, au moins au niveau de la partie inférieure (14aI) de l'arrière (14a) du mât (3a), ladite face latérale (12a) dirigée vers ladite emplanture (9) est concave et ladite face latérale (13a) dirigée vers ladite ex- trémité distale (10) est convexe. 6. Mât selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, au moins au niveau de la partie inférieure (14aI) de l'arrière (14a) du mât (3a), ladite face latérale (12"a) dirigée vers ladite emplanture (9) est au moins sensiblement plane et ladite face latérale (13a) dirigée vers ladite extrémité distale (10) est convexe. 7. Mât selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites faces latérales (12'a, 13a) sont convexes, la convexité de ladite face latérale (13a) dirigée vers ladite extrémité distale (10) étant plus marquée que la convexité de ladite face latérale (12'a) diri- gée vers ladite emplanture (9).