Brevet FR2987347A1 — publié le 20130830

Pièce d'accrochage pour une suspension arrière d'un turbomoteur à un pylône d'aéronef et suspension comprenant une telle pièce d'accrochage. La présente invention se rapporte à la suspension d'un turbomoteur à un pylône d'aéronef permettant d'assurer en toute sécurité l'accrochage de celui-ci à la structure de l'aéronef. En particulier, la présente invention concerne une pièce d'accrochage pour une sus- pension arrière d'un turbomoteur à un pylône d'aéronef, ainsi qu'une suspension comprenant une telle pièce d'accrochage. Le terme suspension désigne, de façon générale, l'ensemble des différentes pièces né- cessaires à la fixation du turbomoteur au pylône, telles que les attaches, articulations, axes, rotules, biellettes, bras, viroles, ferrures, etc., que l'on trouve usuellement à cet effet. De façon connue, la suspension d'un turbomoteur sous une aile d'un aéronef est géné- ralement située et contenue dans des plans de suspension spécifiques du turbomoteur, qui sont parallèles entre eux et orthogonaux à l'axe longitudinal de celui-ci. Ainsi, une telle suspension peut comprendre : - d'une part, une poutre de suspension avant appartenant à un plan de suspension avant situé au niveau d'un carter intermédiaire structural du turbomoteur et reliant celui-ci à la poutre d'accrochage du pylône ; et - d'autre part, une poutre de suspension arrière appartenant à un plan de suspension arrière situé au niveau du carter d'échappement structural du turbomoteur et reliant celui-ci à la poutre d'accrochage du pylône. Les poutres de suspension avant et arrière sont attachées respectivement au carter in- termédiaire et au carter d'échappement par l'intermédiaire de biellettes et de chapes, simple ou double, moulées sur ces derniers. On sait en outre qu'une telle suspension comprend des moyens de reprise de poussée sous forme de bielles inclinées par rapport à l'axe du turbomoteur. Les bielles de reprise de poussée relient un anneau intérieur, appartenant au plan de suspension avant, à un anneau extérieur (ou virole) du carter d'échappement, appartenant au plan de suspension arrière. Les bielles sont fixées aux deux anneaux par des attaches. Chaque attache est formée de deux chapes, simple ou double, dont l'une est solidaire de l'extrémité de la bielle et l'autre est solidaire de la paroi de l'anneau correspondant, traversées par un axe commun. L'agencement de la suspension a notamment pour but de reprendre les efforts s'exerçant selon les trois directions (roulis, tangage, lacet) d'un référentiel orthonormé lié à l'aéronef, ainsi que les moments selon ces trois directions. Cependant, l'encombrement des chapes de fixation moulées sur l'anneau extérieur du carter d'échappement représente une contrainte importante intervenant lors de la définition des lignes de la nacelle enveloppant le turbomoteur et engendre des difficultés d'intégration de ce dernier sous l'aile d'un aéronef, notamment lorsque que l'on cherche à rapprocher au maximum le turbomoteur de la voilure de l'aéronef (par exemple dans le cas d'une augmentation du taux de dilution du moteur, pour une même garde au sol). En outre, l'accrochage sur le carter d'échappement du pylône nécessitant la mise en oeuvre d'un carter d'échappement structural, celui-ci présente une masse élevée. De surcroît, l'écartement important entre les deux plans de suspension impose une grande longueur pour les bielles de reprise de poussée. Pour éviter tout risque de flambage, les bielles sont dimensionnées en conséquence, ce qui se traduit par un diamètre et une masse associés élevés. Pour pallier ces inconvénients, il est connu de réaliser l'accrochage arrière du pylône sur un carter inter-turbine structural d'un turbomoteur. En particulier, cet accrochage arrière requiert la mise en oeuvre d'un anneau externe structural intermédiaire qui est boulonné sur la bride aval du carter inter-turbine. La fixation des bielles de reprise de poussée est effectuée à l'aide d'un palonnier qui est relié à la poutre de suspension arrière par une liaison pivot. Cette poutre de suspension arrière est quant à elle reliée à l'anneau structural par des bielles. Ces dernières sont, d'un côté, reliées à la poutre de suspension et, de l'autre côté, à l'anneau structural intermédiaire par des chapes de fixation moulées. Ces chapes sont agencées en amont par rapport à la bride de fixation aval du carter inter-turbine et sont donc disposées en porte-à- faux par rapport à cette dernière. Il est alors indispensable de renforcer la structure de l'anneau intermédiaire, soit par une augmentation d'épaisseur, soit à l'aide de nervures, ce qui alourdit considérablement l'anneau. En outre, la fixation de cet anneau externe intermédiaire à la seule bride aval du carter inter-turbine soumet celle-ci à des efforts substantiels, ce qui nécessite également son renfor- cernent et conduit, de nouveau, à une augmentation de masse. De plus, de par sa forme circulaire, l'anneau présente un encombrement élevé, réduisant le volume disponible pour loger les différents accessoires et dispositifs annexes du turbomoteur. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, la pièce d'accrochage pour la suspension arrière d'un turbomoteur à un pylône d'aéronef, qui est destinée à être fixée sur un carter inter-turbine du turbomoteur agencé entre un carter de turbine haute-pression et un carter de turbine basse-pression, est remarquable en ce qu'elle comporte une portion de virole tronconique de secteur angulaire prédéterminé. Ainsi, grâce à l'invention, la pièce d'accrochage, qui est limitée à une portion angulaire donnée, est moins massive qu'un anneau intermédiaire plein, à section transversale circulaire. La masse apportée au turbomoteur par la pièce d'accrochage, ainsi que l'encombrement sont réduits par rapport à la masse et à l'encombrement associés à un anneau intermédiaire plein du type de celui décrit précédemment. En outre, le montage sur le turbo- moteur de la pièce d'accrochage, moins volumineuse, est grandement facilité. On notera également que le dessin des lignes d'une nacelle enveloppant le turbomoteur est plus aisé, tout comme le rapprochement de celui-ci de la voilure d'un aéronef. Dans un mode de réalisation particulier conforme à la présente invention, le secteur angulaire de la portion de virole est approximativement égal à 120°. Bien entendu, en va- riante, le secteur angulaire pourra présenter une toute autre valeur. En variante encore, le secteur angulaire pourra varier suivant la direction longitudinale, de sorte que, par exemple, l'extrémité axiale amont de la portion de virole présente un secteur angulaire inférieur à celui de l'extrémité axiale aval de celle-ci. En outre, la pièce d'accrochage comprend avantageusement des moyens de liaison amont, aptes à coopérer avec une bride amont du carter inter-turbine, et des moyens de liaison aval, aptes à coopérer avec une bride aval du carter inter-turbine. Ainsi, la pièce d'accrochage est maintenue entre deux brides à ses extrémités amont et aval, ce qui assure une répartition des efforts entre les deux brides et permet de réduire les efforts et les contraintes à l'amont et à l'aval du carter inter-turbine. La pièce d'accrochage, qui reprend les efforts exercés par exemple par une poutre de suspension arrière, forme une pièce structurale, de sorte qu'elle peut être rapportée soit sur un carter inter-turbine structural, soit sur un carter inter-turbine non structural. En outre, dans le cas où l'accrochage du turbomoteur au pylône est réalisé sur le carter inter-turbine au moyen de la pièce d'accrochage de l'invention avec une reprise de couple à l'avant, les efforts exercés dans la suspension arrière formée sont réduits. En effet, la reprise de couple par exemple sur le carter intermédiaire à l'avant du turbomoteur - qui possède un rayon plus important que celui du carter inter-turbine - permet une diminution des efforts de reprise de couple. Une telle configuration d'accrochage supprime toute reprise de couple à l'arrière du turbomoteur au niveau de la suspension arrière, de sorte que celle-ci subit moins d' efforts. Par structural, on entend un élément participant à la tenue mécanique de la structure d'un turbomoteur. En outre, les moyens de liaison amont et aval peuvent se présenter chacun sous la forme d'une bride de secteur angulaire égal à celui de la portion de virole tronconique. Ainsi, la coopération des brides de la pièce d'accrochage avec les brides correspondantes du carter inter-turbine est limitée à une portion d'angle. De plus, la portion de virole peut comprendre au moins un évidement, de préférence une pluralité, pour alléger la pièce d'accrochage et permettre, par exemple, le passage d'équipements, de câbles ou de tout autre élément. Selon une caractéristique de la présente, la portion de virole comporte des chapes de suspension, de préférence trois (ou plus), agencées sur sa face tournée vers l'extérieur. Par ailleurs, la présente invention concerne également une suspension d'un turbomo- teur à un pylône d'aéronef, comprenant une poutre de suspension avant apte à être montée sur un carter intermédiaire du turbomoteur et une poutre de suspension arrière apte à être montée sur un carter inter-turbine du turbomoteur. Selon l'invention, ladite suspension comprend une pièce d'accrochage du type de celle décrite ci-dessus, pour relier la poutre de suspension arrière au carter inter-turbine du turbomoteur. De préférence, la pièce d'accrochage est reliée à la poutre de suspension arrière par l'intermédiaire de trois liaisons articulées. La présente invention concerne encore un turbomoteur fixé à un pylône d'un aéronef par l'intermédiaire d'une suspension comprenant une poutre de suspension avant montée sur un carter intermédiaire du turbomoteur et une poutre de suspension arrière montée sur un car- ter inter-turbine du turbomoteur. Selon l'invention, la suspension comprend en outre une pièce d'accrochage telle décrite précédemment, pour relier la poutre de suspension arrière au carter inter-turbine du turbomoteur. 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 montre très schématiquement, dans une vue de profil, un turbomoteur fixé à un pylône d'accrochage d'un aéronef par l'intermédiaire d'une suspension conforme à la présente invention. La figure 2 illustre, dans une vue schématique en perspective, un exemple de suspension mettant en oeuvre une pièce d'accrochage conforme à la présente invention. La figure 3 est une coupe axiale schématique de la pièce d'accrochage de la figure 2, une fois montée sur le carter inter-turbine du turbomoteur. La figure 4 représente, dans une vue schématique en perspective, la pièce d'accrochage de la figure 2. Comme le montre la figure 1, pour assurer le montage et la fixation d'un turbomoteur 1, d'axe longitudinal L-L, à un pylône 2 d'un aéronef sous sa voilure, une suspension 3 est prévue, de manière à former une interface entre le turbomoteur 1 et le pylône 2. Ainsi, la suspension 3 de l'invention est disposée entre le pylône 2 à poutre d'accrochage en caisson (partiellement représentée sur la figure 2) et des carters externes in- termédiaire 4 et inter-turbine 5 du turbomoteur 1. En outre, la suspension 3 est disposée et contenue dans deux plans de suspension Pl et P2 du turbomoteur 1, qui sont parallèles entre eux et orthogonaux à l'axe longitudinal L-L de celui-ci. Par rapport à un référentiel orthonormé XYZ (correspondant à celui de l'aéronef 1 avec X comme axe de roulis, Y comme axe de tangage et Z comme axe de lacet), l'axe longi- tudinal L-L du turbomoteur 1 est parallèle à X, et les plans de suspension avant Pl et arrière P2 sont contenus dans des plans formés par les axes Y et Z. Le plan de suspension avant Pl est agencé au niveau du carter intermédiaire 4 en aval de la soufflante du turbomoteur 1 et le plan de suspension arrière P2 est, quant à lui, situé au niveau du carter tronconique inter-turbine 5, agencé entre un carter de turbine haute-pression 6 et un carter de turbine basse-pression 7. La suspension avant 3A et la suspension arrière 3B - formant la suspension globale 3 - sont symbolisées par des rectangles 3A et 3B (figure 1) reliant les carters 4 et 5 correspondants à la poutre d'accrochage du pylône 2. Comme le montre la figure 2, les suspensions avant 3A et arrière 3B comprennent respectivement une poutre de suspension avant 8, appartenant au plan de suspension avant Pl, et une poutre de suspension arrière 9, appartenant au plan de suspension arrière P2. En particulier, la poutre de suspension avant 8 comprend une ferrure 10 et trois biel- lettes 11A et 11B. La partie supérieure 10A de la ferrure 10 définit une plateforme de récep- tion pour la poutre d'accrochage du pylône 2 dans le plan de suspension avant Pl. La ferrure 10 se prolonge de part et d'autre de l'axe moteur L-L par deux chapes doubles 12 dans lesquelles sont insérées respectivement les extrémités des bielles latérales 11A, pour former une liaison articulée d'axe commun 13 traversant les deux oreilles de chacune des chapes 11A et les extrémités des bielles 11A correspondantes. La ferrure 10 comprend également une chape centrale 14 pour former une liaison articulée avec la bielle centrale 11B avec un axe commun 13. La poutre de suspension avant 8 est conçue pour reprendre les efforts de reprise de couple du turbomoteur 1 par l'intermédiaire notamment de la bielle centrale 11B. En outre, la poutre de suspension arrière 9 comprend une ferrure 15 et deux biellettes latérales 16. La partie supérieure 15A de la ferrure 15 forme une plateforme de réception pour la poutre d'accrochage du pylône 2 dans le plan de suspension arrière P2. La ferrure 15 s'étend de part et d'autre de l'axe moteur L-L par deux chapes doubles 17A dans lesquelles sont insérées respectivement les extrémités des bielles latérales 16, afin de former une liaison articulée d'axe commun 18 traversant les deux oreilles de chacune des chapes latérales 17A et les extrémités des bielles 16 correspondantes. De plus, la ferrure 15 comprend en outre une chape centrale double 17B pour former une liaison pivot avec une chape simple d'une pièce d'accrochage 19, comme cela est détaillé ci-après. Par ailleurs, comme le montre la figure 2, une fois montée au turbomoteur 1, la poutre de suspension arrière 9 est attachée à la pièce d'accrochage 19 destinée à être rapportée sur le carter inter-turbine 5, dans le plan de suspension arrière P2. Tel que représenté sur les figures 2 et 4, la pièce d'accrochage 19 est formée d'une portion de virole tronconique 20 de secteur angulaire a approximativement égal à 120°. La portion de virole 20 présente une extension longitudinale suivant l'axe L-L sensiblement égale à celle du carter inter-turbine 5. La pièce d'accrochage 19 comprend en outre une bride amont 21 solidaire de l'extrémité amont de la portion de virole 20 et destinée à être reliée à la bride amont 5A du carter inter-turbine 5 (voir la figure 3), ainsi qu'une bride aval 22 solidaire de l'extrémité aval de la portion de virole 20 et destinée à être reliée à la bride aval 5B du carter inter-turbine 5 (voir la figure 3). Chacune des brides 21 et 22, en forme de portion de couronne, s'étend le long d'un secteur angulaire a égal à celui associé à la portion de virole 20. Autrement dit, lorsqu'elles sont fixées aux brides correspondantes du carter inter-turbine 5, la fixation n'est effectuée que sur une portion d'angle. Comme le montrent les figures 2 à 4, des orifices 23 sont régulièrement répartis sur chacune des brides 21 et 22 de la pièce 19 pour permettre, par exemple, leur boulonnage aux brides correspondantes du carter inter-turbine 5. En particulier, dans l'exemple, comme illustré sur la figure 3, la fixation de la pièce d'accrochage 19 est obtenue en maintenant ensemble par des boulons : - à l'amont d'une part, la bride aval 6A du carter de turbine haute-pression 6, la bride amont 5A du carter inter-turbine 5 et la bride amont 21 de la pièce 19, respectivement dans cet ordre. Autrement dit, la bride amont 5A est enserrée entre les brides aval 6A et amont 21 ; et - à l'aval d'autre part, la bride aval 22 de la pièce 19, la bride aval 5B du carter inter-turbine 5 et la bride amont 7A du carter de turbine basse-pression 7, respectivement dans cet ordre. Autrement dit, la bride aval 5B est enserrée entre les brides aval 22 et amont 7A. De cette façon, les efforts rapportés par la poutre de suspension arrière 9 sur la pièce d'accrochage 19 sont transmis directement aux brides amont 5A et aval 5B du carter inter-turbine 5. Une telle répartition des efforts entre la bride amont et la bride aval réduit les déformations locales par rapport à une solution avec un accrochage sur une seule bride. En ajoutant la pièce d'accrochage 19 maintenue fixée aux brides 5A et 5B, seules ces dernières sont localement déformées : aucune déformation du carter inter-turbine n'est observée, ce qui permet d'optimiser le jeu carter - aube et d'augmenter les performances du turbomoteur. Bien entendu, il est envisageable de mettre en oeuvre toute autre type de liaison (par exemple des rivets) pour maintenir ensemble les brides. Comme le montre la figure 4, la pièce d'accrochage 19 comporte également trois chapes de suspension 24 et 25, dont deux chapes doubles latérales 24 et une chape simple centrale 25. Il va de soi que, en variante, le nombre et la forme des chapes (simple ou double) pourraient être différents. Les chapes de suspension 24 et 25 sont agencées sur la face de la portion de virole 20 qui est orientée vers l'extérieur. En outre, tel que représenté sur la figure 2, les biellettes latérales 16 articulées sur la poutre de suspension arrière 9 sont destinées à former une liaison articulée avec les chapes latérales 24 correspondantes de la pièce 19. Les extrémités libres des biellettes 16 sont insérées entre les deux oreilles des chapes latérales 24 et traversées par un axe commun 26, formant ainsi une liaison articulée. La chape centrale double 17B de la poutre de suspension arrière 9 reçoit la chape simple 25 de la pièce d'accrochage 19, de manière à être traversées par un axe commun 27 et former ainsi une liaison articulée. Par ailleurs, dans l'exemple illustré, la portion de virole 20 comprend plusieurs évide- ments 28 de section rectangulaire, destinés à alléger la pièce d'accrochage 19 et permettre le passage de câbles, d'équipements ou de tout autre élément. Sur la figure 2 sont également représentées deux bielles de reprise de poussée 29 qui sont reliées à la poutre de suspension arrière 9 par l'intermédiaire d'un palonnier 30. Il est à noter que, lors du montage de la suspension 3 sur le turbomoteur 1, la pièce d'accrochage 19 est, de préférence, d'abord accrochée sur le carter inter-turbine 5. La poutre de suspension arrière 9 est ensuite montée sur la pièce d'accrochage 19 ainsi positionnée. La poutre d'accrochage du pylône 2 est finalement boulonnée à la plateforme correspondante de la poutre de suspension arrière 9. REVENDICATIONS1. Pièce d'accrochage pour la suspension arrière d'un turbomoteur (1) à un pylône d'aéronef (2), ladite pièce d'accrochage (19) étant destinée à être fixée sur un carter inter- turbine (5) du turbomoteur (1), agencé entre un carter de turbine haute-pression (6) et un car- ter de turbine basse-pression (7), caractérisée par le fait qu'elle comporte une portion de virole tronconique (20) de secteur angulaire (a) prédéterminé. 2. Pièce d'accrochage selon la revendication précédente, dans laquelle le secteur angu- laire (a) de la portion de virole (20) est approximativement égal à 120°. 3. Pièce d'accrochage selon l'une des revendications précédentes, comprenant des moyens de liaison amont (21), aptes à coopérer avec une bride amont (5A) du carter inter-turbine (5), et des moyens de liaison aval (22), aptes à coopérer avec une bride aval (5A) du carter inter-turbine (5). 4. Pièce d'accrochage selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de liaison amont (21) et aval (22) se présentent chacun sous la forme d'une bride de secteur angulaire (a) égal à celui de la portion de virole tronconique (20). 5. Pièce d'accrochage selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la portion de virole (20) comprend au moins un évidement (28). 6. Pièce d'accrochage selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la por- tion de virole (20) comporte des chapes de suspension (24, 25), de préférence trois, agencées sur sa face tournée vers l'extérieur. 7. Suspension d'un turbomoteur (1) à un pylône (2) d'aéronef, comprenant une poutre de suspension avant (8) apte à être montée sur un carter intermédiaire (4) du turbomoteur (1) et une poutre de suspension arrière (9) apte à être montée sur un carter inter-turbine (5) du turbomoteur (1), caractérisée par le fait qu'elle comprend une pièce d'accrochage (19) du type de celle spécifiée sous l'une des revendications 1 à 6, pour relier la poutre de suspension arrière (9) au carter inter-turbine (5) du turbomoteur (1). 8. Suspension selon la revendication précédente, dans laquelle la pièce d'accrochage (19) est reliée à la poutre de suspension arrière (9) par l'intermédiaire de trois liaisons articulées. 9. Turbomoteur fixé à un pylône (2) d'un aéronef par l'intermédiaire d'une suspension (3, 3A, 3B) comprenant une poutre de suspension avant (8) montée sur un carter intermédiaire(4) du turbomoteur (1) et une poutre de suspension arrière (9) montée sur un carter inter-turbine (5) du turbomoteur (1), caractérisé par le fait que la suspension (3, 3B) comprend en outre une pièce d'accrochage (19) du type de celle spécifiée sous l'une des revendications 1 à 6, pour relier la poutre de suspension arrière (9) au carter inter-turbine (5) du turbomoteur (1).