Brevet FR3010700A1 — publié le 20150320

Domaine de l'invention L'invention concerne un dispositif de suspension d'un carter de turbomachine à la structure d'un aéronef. L'invention concerne également une turbomachine et un ensemble propulsif comprenant un tel dispositif. Présentation de l'Art Antérieur Un ensemble propulsif comprend une turbomachine, ainsi qu'une pluralité de systèmes. Ces systèmes comprennent classiquement des équipements à 10 accrocher, comme par exemple des échangeurs ou des composants hydrauliques. Or, cet accrochage s'avère problématique lorsqu'il existe des difficultés d'accès aux brides de la turbomachine. Les brides de la turbomachine sont des viroles de 360 degrés 15 utilisées pour l'assemblage des différents carters de la turbomachine. Ces brides constituent une surface de fixation robuste pour les équipements. Dans le cas d'une suspension de la turbomachine au niveau du carter inter-turbines, il est impératif de mettre en place un anneau 100 de suspension entourant le carter (cf. Figure 1), afin de distribuer les efforts sur 20 360 degrés et d'éviter ainsi les déformations du carter. Ce carter inter-turbines est classiquement situé en aval de la turbomachine, à proximité du carter d'échappement, entre deux turbines, en particulier entre la turbine haute-pression et la turbine basse-pression. Dans ce cas particulier de la surface du carter inter-turbines, l'accès 25 aux brides peut s'avérer difficile en raison de la présence de l'anneau 100 de suspension. Comme schématisé en Figure 1, l'anneau 100 de suspension est fixé sur la circonférence d'une bride 101 du carter. Cette fixation a pour conséquence que les brides du carter 30 présentent une accessibilité réduite, ce qui réduit le nombre de surfaces d'accrochage possibles des équipements. Afin de résoudre le problème de l'encombrement causé par la fixation de l'anneau 4 sur le carter 2, les solutions d'art antérieur requièrent l'utilisation de supports additionnels, rapportés sur le carter 2, comme le support 102 illustré en Figure 1. Or, ces supports sont complexes à concevoir et à installer. En outre, la présence de supports supplémentaires pour accrocher les équipements accroît la masse de la turbomachine. Présentation de l'invention Afin de pallier les inconvénients de l'art antérieur, l'invention propose un dispositif de suspension d'un carter de turbomachine à la structure d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un anneau de suspension, ledit anneau de suspension comprenant : une pluralité de surfaces de fixation, disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau de suspension et présentant des trous de fixation, pour la fixation à la structure, une bride circonférentielle comprenant une pluralité de trous, pour la fixation de l'anneau de suspension au carter; une ou plusieurs surfaces d'accrochage d'au moins un équipement, disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau de suspension, et présentant des trous pour l'accrochage de l'équipement à l'anneau. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : les surfaces d'accrochage sont des oreilles en saillie sur la circonférence de l'anneau ; les surfaces d'accrochage sont disposées en regard sur la circonférence amont de l'anneau et sur la circonférence aval de l'anneau ; l'une des surfaces d'accrochage comprend au moins deux trous de suspension pour l'accrochage d'un équipement (cas d'un système « fail-safe » ou redondant) ; les surfaces de fixation sont disposées à un angle azimutal compris entre 9Heures et 3Heures (partie supérieure de l'anneau) ; l'anneau de suspension comprend des surfaces de fixation à la fois sur une circonférence amont de l'anneau (c'est-à-dire le long d'un pourtour de l'anneau disposé du côté amont de celui-ci) et sur une circonférence aval (c'est-à-dire le long d'un pourtour de l'anneau disposé du côté aval de celui-ci), disposées en regard les unes des autres ; la circonférence amont et la circonférence aval de l'anneau sont séparées par une rainure circonférentielle ; les surfaces d'accrochage amont et aval sont disposées en regard les unes des autres, et définissent un espace entre lesdites surfaces apte à recevoir l'extrémité d'une bielle ; les surfaces d'accrochage sont disposées sur la circonférence de l'anneau à un angle azimutal compris entre 3Heures et 9Heures ; les surfaces d'accrochage sont disposées du côté opposé aux surfaces de fixation ; L'invention concerne également une turbomachine comprenant au moins un carter, comprenant au moins une bride, un anneau de suspension, entourant le carter et fixé à la bride du carter (ou aux brides de carters adjacents), ledit anneau de suspension comprenant une pluralité de surfaces de fixation, disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau de suspension et présentant des trous de fixation, pour la fixation à une structure d'un aéronef, une ou plusieurs surfaces d'accrochage d'au moins un équipement, disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau de suspension, et présentant des trous pour l'accrochage d'un équipement à l'anneau de suspension. L'invention concerne également un ensemble propulsif comprenant une turbomachine telle que décrite précédemment, et au moins un équipement accroché à l'anneau de suspension par l'intermédiaire d'une bielle fixée sur l'équipement et sur au moins un trou d'une surface d'accrochage. L'ensemble propulsif est avantageusement complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : l'une des surfaces d'accrochage comprend au moins deux trous, l'ensemble propulsif comprenant un équipement accroché à l'anneau de suspension par l'intermédiaire d'une bielle fixée sur l'équipement et sur les deux trous de la surface d'accrochage, de sorte à assurer une redondance ; le carter comprend une bride adjacente à une bride d'un autre carter de la turbomachine, les deux brides comprenant une pluralité de trous, l'anneau de suspension comprend une bride circonférentielle comprenant une pluralité de trous, disposée adjacente aux deux brides elles-mêmes adjacentes, la bride de l'anneau étant fixée aux brides des carters, par l'intermédiaire d'outils de fixation traversant les trous des brides des carters et de la bride circonférentielle de l'anneau de suspension ; l'anneau de suspension comprend une bride circonférentielle comprenant une pluralité de trous, disposée entre les brides de carters adjacents, les brides des carters comprenant une pluralité de trous, la bride de l'anneau étant fixée aux brides des carters, par l'intermédiaire d'outils de fixation traversant les trous des brides des carters et de la bride circonférentielle de l'anneau de suspension ; l'ensemble propulsif comprend en outre une biellette de reprise d'effort fixée à l'équipement accroché à l'anneau de suspension, et au carter ; les bielles ont une extrémité fixée à la structure et l'autre extrémité reçue entre les surfaces de fixation amont et aval de l'anneau. L'invention offre ainsi une solution simple et efficace pour l'accrochage des équipements sur la turbomachine. Aucune pièce supplémentaire n'est requise. La masse de l'ensemble est donc réduite. En outre, les surfaces d'accrochage sont immédiatement accessibles. Présentation des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une représentation d'une solution de l'art antérieur ; - la Figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un ensemble propulsif d'un aéronef, comprenant un dispositif de suspension à anneau selon l'invention ; - la Figure 3 est une représentation schématique d'un exemple d'utilisation d'un anneau de suspension sur lequel est fixé un équipement ; - la Figure 4 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un anneau de suspension en vue de face ; - la Figure 5 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un anneau de suspension en vue de profil ; - la Figure 6 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un anneau de suspension en vue de côté ; la Figure 7 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de la fixation de l'équipement à l'anneau, et de l'anneau aux carters, en vue de profil ; - la Figure 8 est une représentation schématique du mode de réalisation de la Figure 7, en vue de côté ; - la Figure 9 est une représentation schématique du mode de réalisations des Figures 7 et 8 en vue en coupe; - les Figures 10 et 11 représentent la fixation de l'anneau à deux carters adjacents ; - la Figure 12 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation de la fixation de l'équipement à l'anneau, et de l'anneau aux carters, en vue de coupe ; - la Figure 13 est une représentation schématique d'un ensemble propulsif ; - la Figure 14 est une représentation schématique d'un carter ; - les Figures 15A et 15B sont une représentation schématique des dimensions d'une nacelle de petite taille (vues de côté et de face); - la Figure 16 est une représentation schématique des dimensions d'un équipement de l'ensemble propulsif qui comprend la nacelle des Figures 15A et 15B; - les Figures 17A et 17B sont une représentation schématique des dimensions d'une nacelle de grande taille (vues de côté et de face); - la Figure 18 est une représentation schématique des dimensions d'un équipement de l'ensemble propulsif qui comprend la nacelle des Figures 17A et 17B. Description détaillée On a représenté sur les Figures 2 et 3 un dispositif 1 de suspension de turbomachine 3 à la structure 12 d'un aéronef, ainsi que la mise en place de ce dispositif 1 autour d'un carter 2. Un ensemble 24 propulsif comprenant la turbomachine 3, le dispositif 1 de suspension de turbomachine 3 à la structure 12, et un équipement 15 accroché au dispositif 1 est représenté en Figure 13. La structure 12 à laquelle la turbomachine est suspendue est 30 communément appelée berceau de l'aéronef. Le berceau comprend classiquement des cadres reliées par des bielles. Le carter 2 sur lequel le dispositif 1 est mis en place est par exemple un carter disposé en aval de la turbomachine 3, appelé le carter inter-turbines. Il s'agit d'un carter disposé entre deux turbines, en particulier entre la turbine haute-pression et la turbine basse-pression. Le carter 2 est classiquement une pièce axisymétrique dont l'enveloppe externe est annulaire. Le centre du carter 2 est constitué d'une ouverture. L'enveloppe externe du carter 2 se termine par au moins une bride 20 de fixation (cf. Figure 14). Il s'agit d'une bride 20 circonférentielle s'étendant sur le pourtour 10 externe du carter 2. Cette bride 20 est fixée à une autre bride 29 du même type appartenant à un autre carter 25 adjacent de la turbomachine 3. La turbomachine 3 comprend une succession de carters adjacents fixés entre eux (Figure 13). Comme explicité par la suite, les brides 20, 29 peuvent être 15 adjacentes, ou recevoir entre elle une bride du dispositif 1 de suspension. Les brides 20, 29 des carters 2, 25 comprennent chacune une pluralité de trous 30 en regard permettant d'y faire passer des outils de fixation. Comme illustré en Figure 3, le dispositif 1 comprend un anneau 4 de 20 suspension. L'anneau 4 comprend une large ouverture en son centre permettant d'entourer le carter ou les carters sur lesquels l'anneau 4 est fixé (Figure 4). L'anneau 4 de suspension comprend une bride 5 circonférentielle, qui s'étend vers l'intérieur de l'anneau 4 et parcourt au moins une partie de 25 la circonférence interne de l'anneau 4. La bride 5 est donc, au moins partiellement, annulaire. La bride 5 circonférentielle comprend une pluralité de trous 35 pour la fixation de l'anneau 4 à au moins un carter de la turbomachine. Afin d'assurer la fixation de l'anneau 4 à la structure 12 de l'aéronef, 30 l'anneau 4 de suspension comprend une pluralité de surfaces 33 de fixation, disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau 4. Les surfaces 33 de fixation sont par exemple des oreilles en saillie, comprenant chacune au moins un trou 6 de fixation (cf. Figure 4). Elles peuvent également prendre la forme de chapes ou d'extensions de toute forme en saillie sur la circonférence de l'anneau 4. Alternativement, les surfaces 33 de fixation peuvent appartenir à un pourtour continu. Toutefois, des surfaces 33 distinctes sont préférables afin de réduire la masse. Elles sont classiquement disposées à un angle azimutal compris entre 9Heures et 3Heures (partie supérieure de l'anneau 4). En général, l'anneau 4 de suspension comprend des surfaces 33 de fixation à la fois sur une circonférence 13 amont de l'anneau 4 (c'est-à-dire le long d'un pourtour de l'anneau 4 disposé du côté amont de celui-ci) et sur une circonférence 14 aval (c'est-à-dire le long d'un pourtour de l'anneau 4 disposé du côté aval de celui-ci), disposées en regard les unes des autres. Selon une réalisation possible de l'anneau 4, la circonférence 13 amont et la circonférence 14 aval de l'anneau 4 sont séparées par une rainure 23 circonférentielle (cf. Figure 5). La suspension de l'anneau 4 à la structure 12 de l'aéronef peut être opérée par l'intermédiaire de bielles 27 (cf. Figure 3) dont une extrémité est fixée à la structure 12 et l'autre extrémité est reçue entre les surfaces 33 de fixation amont et aval de l'anneau 4. Des vis traversant les trous 6 de fixation et des trous complémentaires présents sur l'extrémité des bielles 27 permettent d'assurer la fixation. L'anneau 4 de suspension comprend en outre une ou plusieurs 25 surfaces 10 d'accrochage d'au moins un équipement 15, disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau 4. On entend par équipement 15 des éléments indépendants de la turbomachine qui nécessitent d'être fixés sur celle-ci. Il s'agit par exemple d'échangeurs, ou de composants hydrauliques, ou autres, selon les cas. 30 Les surfaces 10 d'accrochage présentent des trous 8 pour l'accrochage de l'équipement 15 à l'anneau 4 (cf. Figure 5). 3010 700 9 Ainsi, grâce aux surfaces 10 d'accrochage, l'équipement 15 est directement accroché sur l'anneau 4. Les surfaces 10 d'accrochage sont par exemple des oreilles en saillie sur la circonférence de l'anneau 4, ou des chapes en saillie. Elles peuvent 5 également prendre la forme d'extensions de toute forme en saillie sur la circonférence de l'anneau 4. Il est possible que les surfaces 10 d'accrochage soient jointives, mais il est préférable qu'elles soient distinctes afin de réduire la masse. Ainsi, l'équipement 15 peut être accroché à l'anneau 4 par 10 l'intermédiaire d'une bielle 36 fixée sur l'équipement 15 et sur au moins un trou 8 d'une surface 10 d'accrochage. Du côté de l'équipement 15, la bielle 36 peut notamment être fixée sur des chapes 32 de l'équipement 15 (cf. Figure 3). Selon une réalisation possible, les surfaces 10 d'accrochage sont 15 disposées sur la circonférence 13 amont de l'anneau et sur la circonférence 14 aval de l'anneau 4. Les surfaces 10 d'accrochage amont et aval sont disposées en regard les unes des autres, et définissent donc un espace entre lesdites surfaces 10 permettant de recevoir l'extrémité d'une bielle 36. La fixation est par exemple assurée via des vis (ou d'autres outils de 20 fixation) traversant les trous 8 des surfaces 10 d'accrochage en regard, et des trous présents sur l'extrémité correspondante de la bielle 36. Selon l'exemple de réalisation représenté en Figure 5, les surfaces 10 d'accrochage sont disposées sur la circonférence de l'anneau 4 à un angle azimutal compris entre 3Heures et 9Heures, ce qui permet de suspendre l'équipement 15 à l'anneau 4. Dans ce cas, les surfaces 10 d'accrochage sont disposées du côté opposé aux surfaces 33 de fixation. Afin d'assurer une redondance de l'accrochage, de type « fail-safe », on prévoit selon un mode de réalisation que l'une des surfaces 10 d'accrochage comprenne au moins deux trous 8 pour l'accrochage d'un équipement 15 (voir Figure 5). Dans ce cas, la surface 10 d'accrochage sur la circonférence amont et la surface 10 d'accrochage en regard sur la circonférence aval comprennent chacune au moins deux trous 8 en regard les uns des autres, comme illustré sur les figures. Ainsi, grâce à ces deux trous 8 présents sur une même surface10 d'accrochage, la bielle 36 reliant l'équipement 15 à la surface 10 d'accrochage est fixée à au moins deux endroits, ce qui renforce la sécurité de l'accrochage par redondance. Ceci est illustré en Figure 3, dans laquelle l'équipement 15 est accroché à l'anneau 4 par l'intermédiaire d'une bielle 36 fixée sur l'équipement 15 et sur les deux trous 8 de la surface 10 d'accrochage, en l'occurrence sur les surfaces 10 d'accrochage amont et aval de l'anneau 4. Selon un mode de réalisation, illustré en Figure 3, une biellette 31 de reprise d'effort est fixée d'une part à l'équipement 15 accroché à l'anneau 4, et d'autre part au carter 2. Cette biellette 31 permet de reprendre les efforts selon l'axe moteur, afin d'éviter un balancement de l'équipement 15. Un mode de réalisation de la fixation de l'anneau 4 à des carters de la turbomachine est illustré sur les Figures 7 à 11. Comme illustré sur ces Figures, la bride 5 circonférentielle de l'anneau 4 vient se fixer contre les deux brides 20, 29 adjacentes des carters 2, 25 adjacents. Ainsi, la bride 5 circonférentielle est adjacente à l'une des brides 20 d'un carter 2, cette bride 20 du carter 2 étant elle-même adjacente de la bride 29 d'un autre carter 25. La fixation de la bride 5 contre ces brides 20, 29 est assurée par l'intermédiaire d'outils de fixation (par exemple des vis) traversant les trous des brides 20,29 des carters et de la bride 5 circonférentielle de l'anneau 1. Sur les Figures 10 et 11, l'anneau 4 entoure ainsi le carter 2, et est fixé au carter 2 et au carter 25 adjacent comme décrit précédemment. Selon un autre mode de réalisation, illustré en Figure 12, la bride 5 circonférentielle de l'anneau 4 est disposée entre la bride 29 du carter 2 et la bride 20 de l'autre carter 25 adjacent. La bride 5 vient donc s'intercaler entre les brides 20 et 29. La fixation de la bride 5 entre ces brides 20, 29 est assurée par l'intermédiaire d'outils de fixation (par exemple des vis) traversant les trous des brides 20,29 des carter 2, 25 et de la bride 5 circonférentielle de l'anneau 1. Le dispositif 1 de suspension s'applique à tout type d'ensembles propulsifs. Il s'applique en particulier aux ensembles propulsifs comprenant des turbomachines de petite taille, dans la mesure où ce type de turbomachine présente des surfaces d'accrochage d'équipements plus réduites. Il est 10 donc nécessaire d'optimiser au mieux l'accrochage des équipements. Les Figures 15 à 18 comparent les dimensions d'une nacelle de grande taille (Figures 17) avec une nacelle de petite taille (Figure 15), ainsi que les dimensions respectives d'un équipement standard propre à chaque nacelle (Figures 16 et 18). Les dimensions (en mètres) représentées sur les 15 figures sont résumées dans le tableau ci-dessous. Ces dimensions sont approximatives et fournies à titre d'exemple non limitatif. L H P Nacelle de la Figure 15 1.15 1.6 4 Equipement de la Figure 16 0.51 0.16 0.16 Nacelle de la Figure 17 1.6 2.2 6.4 Equipement de la Figure 18 0.62 0.33 0.16 Sur une turbomachine de grande taille, la largeur de la nacelle est d'environ 1.6m, et la largeur de l'équipement à installer est d'environ 0.62m, 20 soit un ratio de 0.39. Sur une turbomachine de petite taille, la largeur de la nacelle est d'environ 1.15m, et la largeur de l'équipement à installer est d'environ 0.51m soit un ratio de 0.44. Ainsi, pour une turbomachine de plus petite taille, l'encombrement 25 induit par les équipements est supérieur. En outre, les turbomachines de plus petites tailles présentent en général des surfaces d'accrochage réduites. L'invention permet quant à elle d'optimiser l'accrochage des équipements par rapport à l'espace disponible.5 REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de suspension d'un carter (2) de turbomachine (3) à la structure (12) d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un anneau (4) de suspension, ledit anneau (4) de suspension comprenant : une pluralité de surfaces (33) de fixation, disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau (4) de suspension et présentant des trous (6) de fixation, pour la fixation à la structure (12), une bride (5) circonférentielle comprenant une pluralité de trous (35), pour la fixation de l'anneau (4) de suspension au carter (2) ; une ou plusieurs surfaces (10) d'accrochage d'au moins un équipement (15), disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau (4) de suspension, et présentant des trous (8) pour l'accrochage de l'équipement (15) à l'anneau (4). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel les surfaces (10) d'accrochage sont des oreilles en saillie sur la circonférence de l'anneau (4) de suspension. 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant des surfaces (10) d'accrochage disposées en regard sur la circonférence (13) amont et sur la circonférence (14) aval de l'anneau (4) de suspension. 4. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'une des 25 surfaces (10) d'accrochage comprend au moins deux trous (8) pour l'accrochage d'un équipement (15). 5. Turbomachine (3) comprenant : au moins un carter (2), comprenant au moins une bride (20) ; 30 un anneau (4) de suspension, entourant le carter (2) et fixé à la bride (20) du carter, ledit anneau (4) de suspension comprenanto une pluralité de surfaces (33) de fixation, disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau (4) de suspension et présentant des trous (6) de fixation, pour la fixation à une structure (12) d'un aéronef, o une ou plusieurs surfaces (10) d'accrochage d'au moins un équipement (15), disposées en saillie sur la circonférence de l'anneau (4) de suspension, et présentant des trous (8) pour l'accrochage d'un équipement (15) à l'anneau (4) de suspension. 6. Ensemble (24) propulsif comprenant : une turbomachine (3) selon la revendication 5 ; au moins un équipement (15) accroché à l'anneau (4) de suspension par l'intermédiaire d'une bielle (36) fixée sur l'équipement (15) et sur au moins un trou (8) d'une surface (10) d'accrochage. 7. Ensemble propulsif selon la revendication 6, dans laquelle l'une des surfaces (10) d'accrochage comprend au moins deux trous (8), l'ensemble propulsif comprenant un équipement (15) accroché à l'anneau (4) de suspension par l'intermédiaire d'une bielle (36) fixée sur l'équipement (15) et sur les deux trous (8) de la surface(10) d'accrochage, de sorte à assurer une redondance. 8. Ensemble propulsif selon l'une des revendications 6 ou 7, dans laquelle : le carter (2) comprend une bride (20) adjacente à une bride (29) d'un autre carter (25) de la turbomachine (3), les deux brides comprenant une pluralité de trous (30); l'anneau (4) de suspension comprend une bride (5) circonférentielle comprenant une pluralité de trous (35), disposée adjacente aux deux brides (20, 29) elles-mêmes adjacentes, la bride (5) de l'anneau (4) étant fixée aux brides (20, 29) des carters (2, 25), par l'intermédiaire d'outils de fixation traversant les trous (35,30) des brides (20, 29) des carters et de la bride (5) circonférentielle de l'anneau (4) de suspension. 9. Ensemble propulsif selon l'une des revendications 6 ou 7, dans laquelle : l'anneau (4) de suspension comprend une bride (5) circonférentielle comprenant une pluralité de trous (35), disposée entre les brides (20, 29) de carters (2, 25) adjacents, les brides (20, 29) des carters (2, 25) comprenant une pluralité de trous (30); la bride (5) de l'anneau (4) étant fixée aux brides (20, 29) des carters (2, 25), par l'intermédiaire d'outils de fixation traversant les trous (35, 30) des brides (20,29) des carters et de la bride (5) circonférentielle de l'anneau (4) de suspension. 10. Ensemble propulsif selon l'une des revendications 6 à 9, comprenant en outre une biellette (31) de reprise d'effort fixée : - à l'équipement (15) accroché à l'anneau (4) de suspension, et - au carter (2).20