Brevet FR2968634A1 — publié le 20120615

Pylône de fixation d'un moteur d'aéronef à hélices propulsives non carénées DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un pylône de fixation d'un moteur d'aéronef, et en particulier d'un moteur d'aéronef à hélices propulsives non carénées (en anglais "open-rotor pusher" ou "pusher unducted fan"). Le domaine de l'invention est celui des structures de fixation entre les aéronefs et les moteurs. De telles structures sont présentes notamment dans les moteurs du type à hélices propulsives non carénées, qui comprennent deux turbines contrarotatives dont chacune est solidaire en rotation d'au moins une hélice située à l'extérieur de la nacelle du moteur, les deux hélices étant agencées coaxialement l'une derrière l'autre à l'extrémité aval du moteur. Le système propulsif est ainsi accroché à l'aile de l'aéronef par des moyens qui permettent de transmettre à cette aile les efforts générés par le moteur pendant ses différents régimes de fonctionnement. Les moyens d'accrochage du système propulsif comprennent en général une pièce très robuste et très lourde appelée pylône qui est agencée entre l'aile de l'aéronef et le moteur. Le pylône s'étend sensiblement dans un plan passant par l'axe longitudinal du moteur, et comprend des moyens de suspension du moteur par lesquels passent tous les efforts transmis entre le moteur et l'aéronef. Une telle configuration est représentée de manière schématique sur la figure 1, qui montre en vue de dessus un pylône 101 assurant la liaison entre un moteur 102, ou système propulsif, d'un aéronef, le dit moteur 102 étant du type à hélices non propulsives non carénées, et le rétreint 103 (correspondant à la partie arrière) dudit aéronef. Comme illustré, le moteur 102 comporte une première hélice 104 et une seconde hélice 105, assurant la propulsion de l'aéronef selon une direction 106. Dans une autre variante, également concernée par l'invention, une unique hélice est présente ; on parle alors de turbopropulseurs en accroche arrière fuselage. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION L'utilisation des moteurs d'aéronef à hélices propulsives non carénées entraine nécessairement l'apparition d'un sillage dans le flux d'air rencontrant le pylône 101, ledit sillage étant généré par le pylône 101 assurant la jonction structurelle entre l'avion et le système propulsif, sillage qui vient impacter les pales des hélices 104 et 105. Ce phénomène est illustré schématiquement à la figure 2, sur laquelle sont représentées une vue en coupe du pylône 101 dans sa configuration classique, ou conventionnelle, et une vue en coupe de l'hélice 104 ; sur cette figure, la vitesse du flux d'air est représentée par des flèches 201, dont la longueur est représentative de la valeur de la vitesse au point considéré. On constate naturellement que les vitesses des points situés au niveau de la hauteur du pylône 101 sont moins importantes que les vitesses observées aux points où le flux d'air n'est pas impacté par la présence dudit pylône. Ces différences de vitesse donnent naissance à un sillage 202, constitués par l'ensemble des points pour lesquels la vitesse du flux d'air est affectée par la présence du pylône 101, dans le flux d'air. L'existence de ce sillage a plusieurs conséquences perturbantes : il a un impact négatif sur les performances en terme de consommation de carburant ; il a un impact négatif sur le niveau acoustique en constituant une source de bruit supplémentaire, source de bruit gênante notamment au moment du décollage de l'aéronef ou de la phase d'approche de l'aéronef ; - il a un impact négatif en terme mécanique et vibratoire, en créant une source d'excitation supplémentaire. Dans l'état de la technique, on a proposé des solutions pour tenter de minimiser l'impact du sillage créé par le pylône sur les pales des hélices. Parmi ces solutions, on a proposé celle schématiquement illustrée à la figure 3, sur laquelle un profil 301 de pylône particulier a été proposé. La particularité du profil 301 réside dans la forme de son bord de fuite 302, qui a été tronqué par rapport à un profil conventionnel du type de celui visible sur la figure 2. Le bord de fuite 302 présente ainsi une ouverture 303 qui est utilisée pour souffler de l'air pulsé 304 au niveau dudit bord de fuite 302. L'air ainsi soufflé permet de réduire, voire de combler le déficit de vitesse en différents points au niveau du sillage d'air généré par la présence du pylône 301, déficit de vitesse illustré à la figure 2. A cet effet, l'ouverture 303 est alimentée en air pressurisé, par exemple par une tuyère de l'aéronef, qui fait l'objet d'une détente jusqu'à la pression ambiante, permettant ainsi d'obtenir un soufflage. Cette solution présente cependant un inconvénient lié à la forme tronquée du bord de fuite. Une telle forme est pénalisante car elle augmente la forme du sillage précédemment mentionné lorsque l'air n'est plus soufflé par l'ouverture. Or pour des raisons de consommation de carburant, il n'est pas envisageable de maintenir le soufflage pendant toutes les phases de vol. Ainsi, si la solution proposée est satisfaisante lors des phases particulières telles que le décollage ou l'approche de l'avion, qui sont des phases de relativement courtes durées pendant lesquelles le soufflage limite l'impact négatif en terme acoustique et vibratoire du sillage né de la présence du pylône devant les hélices du moteur, elle pose un problème en terme de performance pendant le reste du vol, du fait de la forme tronquée du profil du pylône. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION L'objet de l'invention offre une solution au problème qui vient d'être exposé en proposant un pylône de conception particulière permettant de limiter les effets dommageables du sillage provoqué par la présence du pylône et du positionnement du pylône par rapport aux hélices du moteur d'aéronef à hélices propulsives non carénées, tout en limitant une consommation de carburant augmentée durant certaines phases de vol. Pour ce faire, la présente invention propose l'utilisation d'un pylône dont le bord de fuite présente une forme susceptible d'évoluer dans le temps en fonction de la phase de vol observée, tout en ayant la capacité de souffler de l'air pulsé durant certaines phases de vol. L'invention concerne donc essentiellement un pylône de fixation d'un moteur d'aéronef à hélices propulsives non carénées, ledit pylône assurant la fixation d'un système propulsif au rétreint de l'aéronef, ledit pylône présentant un bord de fuite, avec une face supérieure et une face inférieure, d'un flux d'air rencontré par le pylône caractérisé en ce que au moins une des deux faces, parmi la face supérieure et la face inférieure du bord de fuite, est, au moins partiellement, inclinable. Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le pylône selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le pylône présente un premier état, dit état ouvert, dans lequel le bord de fuite présente une ouverture au niveau d'une extrémité des faces supérieure et inférieure, ladite ouverture étant apte à laisser s'échapper de l'air pulsé, et un deuxième état, dit état fermé, dans lequel ladite extrémité ne présente pas d'ouverture, le passage du premier état au deuxième état étant assuré par une variation de l'inclinaison de la face supérieure et/ou de la face inférieure du bord de fuite ; - la face supérieure et la face inférieure du bord de fuite du pylône sont inclinables ; - la face supérieure et la face inférieure sont inclinables ensemble en maintenant l'état ouvert ; - la face supérieure et la face inférieure sont inclinables ensemble en maintenant l'état fermé ; - chaque face inclinable du bord de fuite présente une longueur comprise entre cinq et vingt-cinq pour cent de la longueur totale de corde du pylône ; - chaque face inclinable du bord de fuite présente une pluralité de panneaux inclinables juxtaposés selon la largeur du bord de fuite ; - chaque face inclinable du bord de fuite est apte à présenter un angle d'inclinaison atteignant cinquante degrés par rapport à la corde dudit pylône. Selon un autre aspect, l'invention concerne un aéronef comportant le pylône selon l'invention. L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - à la figure 1, déjà décrite, une représentation schématique d'un pylône de l'état de la technique et de son environnement ; - à la figure 2, également déjà décrite, une représentation schématique des perturbations que sont susceptibles de subir les hélices des moteurs d'aéronef à hélices propulsives non carénées du fait de l'existence d'un sillage dans le flux d'air né du positionnement du pylône ; - à la figure 3, également déjà décrite, une représentation schématique d'un profil de pylône utilisé dans l'état de la technique pour pulser de l'air ; - à la figure 4, une représentation schématique d'un premier exemple de pylône selon l'invention, et de son environnement ; à la figure 5, une représentation schématique d'un deuxième exemple de pylône selon l'invention, et de son environnement ; - aux figures 6-A à 6-D, des représentations schématiques de différentes configurations d'un exemple de profil de pylône selon l'invention ; à la figure 7, une représentation schématique d'un autre exemple de profil de pylône selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Les figures 4 et 5 représentent respectivement un premier exemple et un deuxième exemple de pylône selon l'invention dans leur environnement de fonctionnement préférentiel, à savoir les moteurs d'aéronef à hélices propulsives non carénées. Sur ces figures, on a représenté en vue de dessus et de manière schématique respectivement un pylône 401 et un pylône 501 assurant la liaison entre le système propulsif 102 avec sa première hélice 104 et sa seconde hélice 105, et le rétreint 103 d'un aéronef. Le pylône 401 présente un bord de fuite 402 qui correspond à la dernière zone du pylône sur laquelle passe le flux d'air rencontré par le pylône 401. Dans l'invention, on propose de rendre le bord de fuite inclinable 402. Par bord de fuite inclinable, on désigne le fait que le bord de fuite 402 est mobile, en pouvant présenter différents angles d'inclinaison par rapport à un plan horizontal, soit en considérant le bord de fuite dans la totalité de son épaisseur, soit en considérant individuellement sa face supérieure ou sa face inférieure, comme visible dans les différentes figures qui seront détaillées par la suite. Selon l'invention, le bord de fuite est inclinable au moins partiellement, c'est-à-dire que la partie inclinable peut s'étendre sur toute la largeur du pylône 401, comme représenté sur la figure 4, - la largeur du pylône correspondant au coté allant du moteur 102 au rétreint 103 - ou alors que la partie inclinable ne représente qu'une portion de la largeur du pylône 401. Dans un mode de réalisation particulier, illustré à la figure 5, le pylône 501 selon l'invention présente un bord de fuite 502 constitué d'une juxtaposition de panneaux 503-1, 503-2, 503-3 et 503-4 inclinables de manière indépendante les uns des autres. L'angle d'inclinaison peut ainsi varier sur la largeur du bord de fuite 502, ce qui permet une précision accrue dans la correction du sillage provoqué par la présence du pylône 501. Les figures 6-A à 6-D représentent différentes configurations du bord de fuite d'un premier exemple de pylône selon l'invention, lesdites configurations étant obtenues du fait du caractère inclinable du bord de fuite 402, qui présente dans ces exemples une face supérieure 611 et une face inférieure 612 qui sont toutes les deux inclinables, avantageusement de manière indépendante l'une de l'autre. La figure 6-A et la figure 6-D représentent respectivement une première configuration 601 et une deuxième configuration 604 du bord de fuite 402 dans lesquelles les extrémités libres des faces supérieure 611 et inférieure 612 sont espacées et présentent ainsi une ouverture 614 par laquelle de l'air soufflé peut être pulsé. La deuxième configuration 604 présente une inclinaison supérieure à l'inclinaison de la première configuration 601. On passe de la première configuration à la deuxième configuration en faisant évoluer l'inclinaison des faces supérieures 611 et inférieures 612, par exemple de manière simultanée afin de conserver un même débit d'air pulsé pendant la phase de mouvement du bord de fuite 402. De manière comparable, la figure 6-B et la figure 6-C représentent respectivement une troisième configuration 602 et une quatrième configuration 603 du bord de fuite 402 dans lesquelles les extrémités libres des faces supérieure 611 et inférieure 612 sont en contact pour ne plus présenter d'ouverture. La troisième configuration 602 présente une inclinaison supérieure à l'inclinaison de la quatrième configuration 603. On passe de la troisième configuration 602 à la quatrième configuration 603 en faisant évoluer l'inclinaison des faces supérieures 611 et inférieures 612, par exemple de manière simultanée afin de maintenir un profil de bord de fuite 402 aussi fin que possible pendant la phase de mouvement du bord de fuite 402. Dans l'exemple représenté à la figure 7, un deuxième exemple de pylône 701 selon l'invention présente une face supérieure 711 inclinable, alors que la face inférieure 712 du bord de fuite 402 n'est pas inclinable. La configuration inverse, avec une face inférieure non inclinable et une face supérieure inclinable constitue également une alternative de réalisation pour des pylônes selon l'invention. Dans un tel exemple de réalisation, si le bord de fuite n'est pas orientable dans sa totalité, il est tout de même possible de faire apparaitre une cavité 714 au niveau de l'extrémité du bord de fuite 402 par laquelle de l'air pulsé peut être soufflé. Selon les exemples de réalisation, la partie inclinable du bord de fuite des pylônes selon l'invention varie entre dix et vingt pour cent de la longueur de corde du pylône considéré, la longueur de corde correspondant à la longueur du pylône au niveau de son contact avec le moteur 102. Avantageusement, l'inclinaison des parties inclinables (face supérieure et/ou face inférieure) peut varier entre moins cinquante et plus cinquante degrés par rapport à l'horizontale. Ainsi, grâce aux pylônes selon l'invention, on introduit une variabilité du bord de fuite du pylône qui permet de souffler de l'air pulsé dans certaine phases de vol (décollage, phase d'approche) en faisant apparaitre une ouverture au niveau de l'extrémité du pylône, ce qui a pour effet positif de limiter les effets néfastes du sillage dans le flux d'air atteignant les hélices, tout en ayant la possibilité de refermer ladite ouverture, lorsque le soufflage n'est pas utilisé, afin de reconstituer un profil de pylône avec une extrémité fine moins pénalisante en terme de consommation. Avantageusement, les pylônes selon l'invention permettent d'obtenir différents profils de pylône en mode ouvert et en mode fermé, permettant de modifier un angle d'attaque du flux d'air sur les hélices du moteur d'aéronef à hélices propulsives non carénées que de l'air soit soufflé ou non. REVENDICATIONS1 - Pylône (401) de fixation d'un moteur d'aéronef à hélices (104) propulsives non carénées, ledit pylône (401) assurant la fixation d'un système propulsif (102) au rétreint (103) de l'aéronef, ledit pylône (401) présentant un bord de fuite (402), avec une face supérieure (611) et une face inférieure (612), d'un flux d'air rencontré par le pylône (401) caractérisé en ce que au moins une des deux faces, parmi la face supérieure (611) et la face inférieure (612) du bord de fuite (402), est, au moins partiellement, inclinable. 2 - Pylône (401) de fixation selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il présente un premier état (601), dit état ouvert, dans lequel le bord de fuite (402) présente une ouverture (614) au niveau d'une extrémité des faces supérieure (611) et inférieure (612), ladite ouverture (614) étant apte à laisser s'échapper de l'air pulsé, et un deuxième état (602), dit état fermé, dans lequel ladite extrémité ne présente pas d'ouverture, le passage du premier état au deuxième état étant assuré par une variation de l'inclinaison de la face supérieure (611) et/ou de la face inférieure (612) du bord de fuite (402). 3 - Pylône (401) de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la face supérieure (611) et la face inférieure (612) du bord de fuite du pylône (401) sont inclinables. 4 - Pylône (401) selon la revendication précédente et selon la revendication 2 caractérisé en ce que la face supérieure (611) et la face inférieure (612) sont inclinables ensemble en maintenant l'état ouvert. 5 - Pylône (401) selon l'une quelconque des revendications précédentes et selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que la face supérieure (611) et la face inférieure (612) sont inclinables ensemble en maintenant l'état fermé. 6 - Pylône (401) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque face inclinable du bord de fuite 2968634 -10- présente une longueur comprise entre cinq et vingt-cinq pour cent de la longueur totale de corde du pylône (401). 7 - Pylône (501) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque face inclinable du bord de fuite 5 (502) présente une pluralité de panneaux inclinables (503-1 ; 503-2 ; 503-3 ; 503-4) juxtaposés selon la largeur du bord de fuite (502). 8- Pylône (401) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque face inclinable du bord de fuite (402 ; 502) est apte à présenter un angle d'inclinaison atteignant cinquante 10 degrés par rapport à la corde dudit pylône.. 9 - Aéronef caractérisé en ce qu'il comporte un pylône selon l'une quelconque des revendications précédentes.