Brevet FR3006727A1 — publié le 20141212

La présente invention concerne une bielle de liaison destinée à être disposée dans le flux aérodynamique d'un moteur d'aéronef, ainsi qu'une nacelle de moteur d'aéronef comportant une telle bielle. Certains ensembles de motorisation pour les aéronefs comportent une 5 nacelle formant une enveloppe extérieure globalement cylindrique, comprenant à l'intérieur un turboréacteur disposé suivant l'axe longitudinal de cette nacelle. Le turboréacteur reçoit à l'avant de l'air frais, et rejette vers l'arrière les gaz chauds issus de la combustion du carburant, qui donnent une certaine 10 poussée. Pour les turboréacteurs à double flux, des aubes de soufflante disposées autour du turboréacteur génèrent un flux secondaire important d'air froid le long d'une veine annulaire se trouvant entre le moteur et la nacelle, qui ajoute une poussée élevée. La nacelle comporte pour les turboréacteurs à double flux, en partant de 15 l'avant un tronçon amont comprenant l'entrée d'air, un tronçon médian entourant la soufflante du flux secondaire, et un tronçon aval se trouvant au niveau de la chambre de combustion du turboréacteur, qui peut comporter différents systèmes comme des dispositifs d'inversion de poussée, et une tuyère d'éjection des gaz. 20 La motorisation est reliée à l'aéronef par un mât formant un plan profilé suivant l'axe longitudinal, qui traverse la nacelle pour supporter le turboréacteur. L'ensemble des composants qui se trouvent dans les flux aérodynamiques, en particulier dans les flux de gaz chauds et froids comportant des vitesses élevées, doivent assurer une bonne performance 25 aérodynamique afin de limiter le freinage des gaz et les pertes de poussée. Pour assurer des liaisons entre différents éléments dans la nacelle, on peut disposer dans les flux de gaz des bielles profilées, comme des bras de suspension dans la zone de la soufflante, ou des bielles de volets d'un inverseur de poussée disposées dans le flux secondaire. 30 Ces bielles ont des exigences fonctionnelles importantes, comportant notamment un bon profil aérodynamique, une résistance élevée en regard des contraintes mécaniques et des conditions thermiques, ainsi qu'une masse minimale. De plus, les procédés de fabrication doivent être particulièrement fiables. Il est connu de réaliser des bielles massives usinées entièrement dans un même bloc de matière, afin d'obtenir en une seule pièce la barre comprenant le profil aérodynamique souhaité, ainsi que les moyens de liaison à ses extrémités. Ce type de bielle comprenant une forme pleine pour réaliser le profil aérodynamique, comporte alors une masse importante. Il est connu aussi pour constituer la bielle, d'utiliser une barre tubulaire 10 de section constante sur laquelle on fixe à chaque extrémité un embout de fixation. On notera que les assemblages des embouts sur la barre, transmettant les efforts appliqués sur la bielle, sont soumis aux contraintes mécaniques transmises par cette bielle. L'assemblage des embouts de fixation sur la barre peut être fait par 15 soudure, ce qui donne une liaison relativement compact, mais comportant des difficultés de contrôle. Cet assemblage peut aussi être fait par des moyens mécaniques, mais dans ce cas il est relativement encombrant. Par ailleurs ce type de bielle comprenant trois parties assemblées pour transmettre les efforts, comporte un coût de production relativement élevé. 20 La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une bielle de liaison prévue pour être disposée dans un flux d'un moteur d'aéronef, comprenant une barre tubulaire longitudinale profilée, disposant à chaque extrémité de moyens de fixation, 25 caractérisée en ce qu'elle comporte une pièce principale comprenant une partie centrale longitudinale disposant d'une section transversale creuse ouverte sur un côté, formant globalement un « U », et à chaque extrémité les moyens de fixation réalisés dans la même matière pour former une seule pièce, cette bielle comportant de plus un capot longitudinal rapporté 30 refermant l'ouverture de la section transversale de la pièce principale pour former la barre tubulaire profilée. Un avantage de ce type de bielle de liaison est qu'avec les moyens de fixation directement formés dans la pièce principale, et le capot fermant l'ouverture de la section transversale, on réalise une bielle comprenant une résistance mécanique élevée, et une masse réduite grâce au creux de la barre tubulaire, sans utiliser de procédés de raccordement d'embouts rapportés qui sont onéreux. De plus cette bielle peut comporter un contour extérieur fermé comprenant de bonnes caractéristiques aérodynamiques, ce qui limite le freinage des flux d'air ou de gaz, et améliore les performances de la motorisation. La bielle de liaison selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la section transversale creuse forme globalement un « U » ouvert destiné à être orienté vers le côté aval du flux, comportant deux ailes latérales. De cette manière, le bord d'attaque ne comprenant pas de raccordement favorise les écoulements du flux. Avantageusement, les deux ailes latérales se prolongent suivant le sens du flux sur environ les trois-quarts de la hauteur totale de la barre tubulaire, ce qui donne une résistance élevée à cette barre. Avantageusement, le capot comporte deux ailes latérales comprenant chacune un rebord qui s'ajuste à l'intérieur de l'extrémité aval d'une aile de la pièce principale. Cette disposition permet d'assurer un bon ajustement des surfaces extérieures. Selon un mode de réalisation, l'extrémité amont de chaque aile du capot comporte un décrochement continu tourné vers l'extérieur, formant les rebords qui s'ajustent à l'intérieur des extrémités aval des ailes. On réalise ainsi un appui continu des deux pièces sur toute la longueur longitudinale. Le capot peut être fixé sur la pièce principale par une soudure ou un collage. De cette manière ce capot renforce la pièce principale. Selon un autre mode de réalisation, chaque aile du capot comporte des pattes qui s'étendent suivant l'axe du flux, formant les rebords qui s'ajustent à l'intérieur de l'extrémité aval des ailes. On réalise ainsi des appuis ponctuels entre les deux pièces. Chaque patte peut comporter un perçage qui est ajusté sur un perçage correspondant des ailes de la pièce principale, afin de recevoir un élément de fixation. Cette disposition peut permettre un démontage plus facile du capot. Avantageusement, chaque extrémité de la barre tubulaire assemblée, est raccordée à son moyen de fixation par une pente formant un raccordement progressif, afin d'éviter des concentrations de contraintes. L'invention a aussi pour objet une nacelle de turboréacteur, cette nacelle disposant de bielles de liaison comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui supportent des éléments intérieurs. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une bielle complète selon l'invention, comprenant une pièce principale comportant le bord d'attaque, et un capot comportant le bord de fuite ; - la figure 2 est une coupe transversale de la partie longitudinale de cette bielle ; - la figure 3 est une vue en perspective de la pièce principale seule ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un capot seul selon une variante ; et - la figure 5 est une coupe transversale de ce capot. Les figures 1 à 3 présentent une bielle comprenant une partie centrale formant une barre longitudinale 2 de section transversale tubulaire sensiblement constante, disposant à chaque extrémité de moyens de fixation 8. La section transversale de la barre tubulaire 2 comporte un contour 30 extérieur aérodynamique globalement ovale, comprenant une hauteur suivant l'axe « X » prévue pour être disposée dans le sens d'un flux venant de l'amont indiqué par une flèche « F », de gaz chauds ou d'air générés par un moteur d'aéronef. La hauteur de la section ovale est environ trois fois plus grande que sa largeur suivant l'axe « Y ». La section symétrique par rapport à l'axe X, comporte un côté amont comprenant le bord d'attaque 10, et un côté aval opposé comprenant le bord de fuite 12. La barre tubulaire 2 est formée par la partie longitudinale rectiligne d'une pièce principale 4 se trouvant du côté amont, comprenant un creux qui est fermé par un capot 6 se trouvant du côté aval. La pièce principale 4 comporte aux extrémités de sa partie longitudinale les deux moyens de fixation 8, l'ensemble étant réalisé dans la même matière pour former directement une seule pièce. La partie longitudinale de la pièce principale 4 comporte une section transversale formant un « U » comprenant au centre le bord d'attaque 10, reliant deux ailes 14 disposées de chaque côté. La hauteur de cette section se prolonge suivant le sens du flux F, sur environ les trois-quarts de la hauteur totale de la barre tubulaire 2. Le creux intérieur de la partie longitudinale de la pièce principale 4 comporte deux côtés parallèles 16 constituant l'intérieur de chaque aile 14, et un fond perpendiculaire 18 raccordé aux côtés par des rayons de raccordement. Le creux intérieur forme ainsi les ailes 14 disposant d'une épaisseur relativement mince, qui sont reliées entre elles par une partie centrale plus massive. Le capot 6 comporte aussi une section formant un « U », comprenant au centre le bord de fuite 12, reliant deux ailes 20 disposées de chaque côté. Le creux intérieur du capot 6 comporte comme pour la pièce principale 4, deux côtés parallèles 22 constituant l'intérieur de chaque aile 20, et un fond perpendiculaire 24 raccordé à ces côtés par des rayons de raccordement. L'extrémité amont de chaque aile 20 du capot 6 comporte un décrochement 26 continu tourné vers l'extérieur, qui reçoit de manière ajustée l'extrémité aval d'une aile 14 de la pièce principale 4. Les contours extérieurs des deux ailes 14, 20 ainsi reliées ensemble, sont ajustés de manière à former une surface extérieure lisse qui favorise l'aérodynamisme de la barre tubulaire 2. La pièce principale 4 et le capot 6 sont réalisées chacune par usinage d'un bloc de matière, permettant d'obtenir des pièces homogènes et résistantes, simples à contrôler. On notera que les creux intérieurs de ces pièces ouvertes sont faciles à usiner. Le capot 6 peut être fixé sur la pièce principale 4 par tous moyens 10 connus, comprenant notamment une soudure ou un collage. On obtient ainsi un capot 6 qui referme le creux intérieur de la pièce principale 4, de manière parfaitement ajustée pour obtenir un bon profil aérodynamique. Chaque moyen de fixation des extrémités de la pièce principale 4, constitue un anneau 8 comprenant un perçage central 30 dont l'axe est 15 disposé parallèlement à l'axe X. Suivant l'axe Y, ces anneaux 8 dépassent de la largeur de la barre tubulaire 2, et comportent un diamètre extérieur égal à environ deux fois cette largeur. Chaque extrémité de la barre tubulaire 2 comprenant l'ensemble pièce principale 4 et capot 6, est raccordée à son anneau 8 par une pente 32, 34 20 dans le plan X-Z, qui est formée de chaque côté de cet anneau. On réalise ainsi un raccordement progressif de la barre tubulaire 2 avec les anneaux d'extrémité 8, qui permet d'éviter une concentration de contraintes au niveau des raccordements entre cette barre et ces moyens de fixation. En particulier, les pentes de raccordement 32 d'une des extrémités sont 25 fortement inclinées, et les pentes 34 de l'autre extrémité sont faiblement inclinées. On obtient ainsi une bielle légère, comportant une résistance mécanique élevée grâce à la réalisation par usinage de la pièce principale 4, comprenant dans la même matière la partie longitudinale et ses deux 30 moyens de fixation 8 aux extrémités. De plus, cette pièce principale 4 est facile à contrôler. On notera que les ailes 14 de la pièce principale 4 comprenant une grande hauteur, donne à cette pièce une rigidité élevée. Les figures 4 et 5 présentent en variante un capot 6 comprenant des ailes 20 dont les bords tournées vers le côté amont, se terminent par une coupe droite qui est parallèle à l'axe Y, sans décrochement tourné vers l'extérieur. Chaque aile 20 comporte à chaque extrémité longitudinale une patte 40 qui s'étend suivant l'axe X, formant un rebord venant s'appliquer sur le côté intérieur 16 des ailes 14 de la pièce principale 4, afin d'ajuster précisément le contour extérieur du capot 6 sur celui de cette pièce principale. Chaque patte 40 comporte un perçage central 42 qui est ajusté sur un perçage correspondant des ailes 14 de la pièce principale 4, afin de recevoir un élément de fixation comme une vis ou un rivet. On réalise ainsi de cette manière une fixation simple et économique du capot 6 sur la pièce principale 4, qui peut permettre en particulier un démontage ultérieur, pour réaliser par exemple un contrôle de ces pièces. REVENDICATIONS1 - Bielle de liaison prévue pour être disposée dans un flux (F) d'un moteur d'aéronef, comprenant une barre tubulaire longitudinale profilée (2) disposant à chaque extrémité de moyens de fixation (8), caractérisée en ce qu'elle comporte une pièce principale (4) comprenant une partie centrale longitudinale disposant d'une section transversale creuse ouverte sur un côté, formant globalement un « U », et à chaque extrémité les moyens de fixation (8) réalisés dans la même matière pour former une seule pièce, cette bielle comportant de plus un capot longitudinal (6) rapporté refermant l'ouverture de la section transversale de la pièce principale pour former la barre tubulaire profilée (2). 2 - Bielle de liaison selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section transversale creuse forme globalement un « U » ouvert destiné à être orienté vers le côté aval du flux (F), comportant deux ailes latérales (14). 3 - Bielle de liaison selon la revendication 2, caractérisée en ce que la section transversale avec ses deux ailes latérales (14) se prolonge suivant le sens du flux (F), sur environ les trois-quarts de la hauteur totale de la barre tubulaire (2). 4 - Bielle de liaison selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le capot (6) comporte deux ailes latérales (20) comprenant chacune un rebord (26, 40) qui s'ajuste à l'intérieur (16) de l'extrémité aval d'une aile (14) de la pièce principale (4). 5 - Bielle de liaison selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'extrémité amont de chaque aile (20) du capot (6) comporte un décrochement (26) continu tourné vers l'extérieur, formant le rebord qui s'ajuste à l'intérieur (16) de l'extrémité aval d'une aile (14). 6 - Bielle de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le capot (6) est fixé sur la pièce principale (4) par une soudure ou un collage. 7 - Bielle de liaison selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque aile (20) comporte des pattes (40) qui s'étendent suivant l'axe du flux (F), formant les rebords qui s'ajustent à l'intérieur (16) de l'extrémité aval des ailes (14). 8 - Bielle de liaison selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque patte (40) comporte un perçage (42) qui est ajusté sur un perçage correspondant des ailes (14) de la pièce principale (4), afin de recevoir un élément de fixation. 9 - Bielle de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque extrémité de la barre tubulaire (2) assemblée, est raccordée à son moyen de fixation (8) par une pente (32, 34) formant un raccordement progressif. 10 - Nacelle de turboréacteur, caractérisée en ce qu'elle dispose de bielles de liaison réalisées selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour supporter des éléments intérieurs.