Brevet FR3016608A1 — publié le 20150724

La présente invention concerne une attache moteur pour un aéronef, et un ensemble moteur comportant un moteur et un mât d'accrochage du moteur, pourvu d'un système d'attache comprenant une telle attache moteur. De façon usuelle, un mât d'un aéronef est prévu pour constituer l'interface de liaison entre un moteur, tel qu'un turboréacteur notamment, et une partie de structure, généralement la voilure, de l'aéronef. Le mât permet de transmettre à la structure de l'aéronef les efforts générés par le moteur associé, et autorise également le cheminement de carburant et d'air, ainsi que de systèmes électriques et hydrauliques, entre le moteur et l'aéronef. De plus, le mât est pourvu notamment : - d'un système d'attache interposé entre le moteur et une structure rigide du mât. Ce système d'attache comporte au moins deux attaches moteur, généralement au moins une attache moteur avant et au moins une attache moteur arrière, dont la disposition et la conception sont déterminées et certifiées pour reprendre efficacement les efforts et les moments susceptibles d'être engendrés suivant les trois axes de l'aéronef ; et - d'un système de montage interposé entre la structure rigide du mât et une partie de structure de l'aéronef, telle que sa voilure. On sait que les exigences de sécurité concernant les attaches moteur imposent de prévoir des fonctions dites "Fail Safe" (à savoir « de sûreté après défaillance »), qui sont prévues pour assurer un chemin d'efforts secondaire en cas de défaillance survenant au niveau d'une attache moteur donnée. La présente invention s'applique à une attache moteur avant comportant, de façon usuelle, un corps d'attache allongé formé de deux ferrures en contact et pourvu à une extrémité avant d'un ensemble de fixation, pour assurer une reprise d'efforts s'exerçant selon des directions transversale et verticale, précisées ci-dessous, et deux bielles reliées audit corps d'attache allongé à une extrémité arrière pour assurer une reprise d'efforts s'exerçant selon des directions transversale et longitudinale. En outre, l'ensemble de fixation comprend un élément de liaison pourvu d'un axe et agencé à ladite extrémité avant au niveau de parties de ferrure respectivement des deux ferrures, ledit élément de liaison maintenant deux pions de forme tubulaire montés sur l'axe. Un jeu est prévu entre chacun desdits pions et une patte de fixation solidaire d'un capot du moteur pour éviter tout contact dans une configuration de fonctionnement normale. En raison de ce jeu, les deux pions ne transfèrent aucun effort dans une configuration de fonctionnement normale. En revanche, dans une configuration de défaillance, lorsqu'une des bielles de reprise d'efforts de poussée est rompue, la poussée axiale est transférée du moteur au mât par l'intermédiaire des pattes de fixation et de ces pions. Ces éléments sont donc configurés pour mettre en oeuvre une fonction de sûreté après défaillance (ou « Fail Safe »). L'élément de liaison qui serre et ajuste ces deux pions traverse un alésage ménagé dans les deux parties de ferrure et est en contact avec ces parties de ferrure, dans la partie axiale entre les deux pions, au niveau de la jonction entre les deux parties de ferrure. Cet élément de liaison est ainsi soumis à un cisaillement généré par les deux parties de ferrure, et ceci à la fois dans une configuration normale et dans une configuration de défaillance. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Elle concerne une attache moteur permettant notamment d'empêcher qu'un élément de liaison, permettant de maintenir des pions aptes à mettre en oeuvre une fonction de sûreté après défaillance, soit soumis à un cisaillement et à un passage d'effort. L'invention concerne une attache moteur pour aéronef, destinée à fixer un moteur à un mât d'accrochage de ce moteur, l'attache moteur comportant un corps d'attache allongé formé de deux ferrures jointes, le corps d'attache étant pourvu à une première extrémité d'un ensemble de fixation, l'attache moteur comportant deux bielles reliées par l'intermédiaire d'un palonnier audit corps d'attache allongé à une seconde extrémité de ce dernier opposée à ladite première extrémité, l'ensemble de fixation comprenant un élément de liaison pourvu d'un axe et configuré pour maintenir deux pions agencés dans deux parties de ferrure respectivement des deux ferrures, les deux parties de ferrure étant jointes à une zone de jonction, les deux pions de forme tubulaire entourant l'axe en étant agencés respectivement aux deux extrémités axiales de l'axe. Les deux pions sont configurés pour participer à la mise en oeuvre d'une fonction de sûreté après défaillance dans une configuration de défaillance dans laquelle l'une desdites bielles est rompue. Selon l'invention, l'ensemble de fixation comprend un pion de cisaillement, de forme tubulaire, entourant avec un jeu l'axe de l'élément de liaison, le pion de cisaillement étant agencé entre les deux pions et étant en contact avec les deux parties de ferrure de part et d'autre de la zone de jonction, l'axe de l'élément de liaison étant également monté avec des jeux par rapport auxdits deux pions et auxdites deux parties de ferrure. Ainsi, grâce à l'invention, le pion de cisaillement en contact des deux parties de ferrure au niveau de la zone de contact est soumis aux charges de cisaillement entre les deux parties de ferrure et protège ainsi l'axe de l'élément de liaison, par rapport auquel il présente un jeu, d'un tel cisaillement. En raison de plus des différents jeux prévus, on supprime ainsi tout passage d'effort au niveau de l'élément de liaison. Dans un mode de réalisation préféré, les deux parties de ferrure comprennent chacune un évidement tubulaire individuel, radialement à l'extérieur d'un évidement ménagé pour le passage de l'axe de l'élément de liaison, ces deux évidements tubulaires individuels étant adjacents au niveau de la zone de jonction et formant un évidement tubulaire configuré pour recevoir avec contact le pion de cisaillement. La présente invention concerne également un ensemble moteur comprenant un moteur et un mât d'accrochage (ou d'attache) de ce moteur, le mât étant pourvu 20 d'un système d'attache comportant au moins une attache moteur avant et une attache moteur arrière. Selon l'invention, ladite attache moteur avant est une attache moteur telle que celle précitée. La présente invention concerne en outre un aéronef, en particulier un avion de transport, qui est pourvu d'un tel ensemble moteur. 25 Les figures 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 schématique latérale d'une partie d'une zone d'attache d'un moteur à un mât d'un aéronef. La figure 2 est une vue schématique latérale d'un mât pourvu d'un système 30 attache. La figure 3 est une vue latérale d'une attache moteur avant d'un système d'attache. Les figures 4 et 5 sont, respectivement, des vues latérale et de dessus d'un corps d'attache allongé faisant partie de l'attache moteur avant de la figure 3. La figure 6 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 5. La figure 7 est une vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 4. L'ensemble moteur 1 pour un aéronef (non représenté), permettant d'illustrer l'invention et représenté sur la figure 1, comporte un moteur 2, tel qu'un turboréacteur, et un mât 4. Sur l'exemple de la figure 1 sont représentés notamment un carter de soufflante 2A et un carter central 2B du moteur 2. En outre, le mât 4 est muni d'un système d'attache 5 pourvu d'une attache moteur avant 6 et d'une attache moteur arrière 7, ainsi que d'une structure rigide 9 portant ces attaches moteur 6 et 7. Le mât 4 comporte également une autre série d'attaches (ou de moyens de fixation) usuelles (non représentées) permettant d'assurer la fixation de l'ensemble moteur 1 sur un élément de structure de l'aéronef, généralement sous une aile 10 de l'aéronef, comme représenté schématiquement sur la figure 2. La structure rigide 9 du mât 4 est formée structurellement de longerons, plaques, nervures,..., assemblés entre eux par tout moyen approprié utilisé usuellement dans ce domaine et formant un caisson allongé rigide. De plus, des carénages (non représentés) enveloppent le mât 4 pour assurer une continuité aérodynamique entre l'aile 10 et le moteur 2. Pour faciliter la compréhension, on affecte à l'ensemble moteur 1, un référentiel R orthonormé (figure 2) présentant des axes ou directions X, Y et Z. On considère que : - la direction X est une direction longitudinale, cette direction X passant au niveau de l'attache avant 6 et étant parallèle à un axe longitudinal L-L du moteur 2 (figure 1) et sensiblement parallèle à une direction longitudinale médiane du mât 4 ; - la direction Y est une direction transversale, orientée transversalement par rapport au mât 4, la direction Y étant orthogonale à la direction X ; et - la direction Z est une direction verticale, qui est orthogonale aux directions X et Y. En outre, dans toute la description, les termes "avant" et "arrière" sont à considérer par rapport à une direction d'avancement de l'aéronef rencontrée lors d'une poussée exercée par le moteur 2, cette direction étant représentée schématiquement par une flèche 11 sur les figures 1 et 2. Sur ces figures 1 et 2, seules les attaches 6 et 7 et la structure rigide 9 du mât 4 ont été représentées. D'autres éléments constitutifs non représentés du mât 4, tels que des moyens de fixation de la structure rigide 9 sous l'aile 10 de l'aéronef, ou encore une structure secondaire assurant la ségrégation et le maintien de systèmes tout en supportant des carénages aérodynamiques, sont des éléments identiques ou similaires à ceux rencontrés dans l'art antérieur, et connus de l'homme du métier. Par conséquent, il n'en sera fait aucune description détaillée. Comme représenté sur les figures 1 et 2, le système d'attache 5 comprend, notamment, l'attache moteur avant 6 et l'attache moteur arrière 7. L'attache moteur arrière 7 est de type usuel et connu de l'homme du métier et n'est pas décrite davantage. Cette attache moteur arrière 7 permet d'assurer une reprise d'efforts s'exerçant selon les directions transversale Y et verticale Z. L'attache moteur avant 6 comporte, comme représenté sur la figure 3, un corps d'attache 13 allongé, qui est monté selon la direction X. Le corps d'attache 13 est fixé de façon usuelle sur la structure rigide 9 du mât 4. Ce corps d'attache 13 allongé, représenté également sur les figures 4 et 5 selon des vues latérale et de dessus, est pourvu à une extrémité avant 14 d'un ensemble de fixation 15, pour réaliser une liaison avec le carter de soufflante 2A du moteur 2, par l'intermédiaire d'un agencement usuel 16 fixé audit carter 2A. Cette liaison permet d'assurer une reprise d'efforts s'exerçant selon les directions transversale Y et verticale Z, comme illustré par des flèches FY et FZ en traits interrompus sur la figure 2. L'attache moteur avant 6 comporte, de plus, deux bielles latérales 17 reliées audit corps d'attache 13 à une extrémité arrière 18, comme représenté sur la figure 3. Les deux bielles 17 sont agencées symétriquement par rapport à un plan vertical XZ, une seule bielle 17 étant visible sur cette figure 3 en raison de la vue latérale. Les deux bielles 17 sont raccordées, chacune, de façon articulée : - d'une part, par une extrémité avant 17A, à une partie arrière du carter de soufflante 2A du moteur 2 ; et - d'autre part, par une extrémité arrière 17B, à un palonnier 19 monté de façon articulée sur l'extrémité arrière 18 du corps d'attache 13. Ces bielles 17 permettent d'assurer une reprise d'efforts de poussée s'exerçant selon les directions longitudinale X et verticale Z, comme représenté par une flèche FXZ en traits interrompus sur la figure 2. De cette manière, lors d'un fonctionnement normal : - la reprise des efforts de poussée générés par le moteur 2, s'exerçant selon la direction X, s'effectue à l'aide des deux bielles latérales 17 ; - la reprise des efforts s'exerçant selon la direction Y s'effectue conjointement à l'aide de l'ensemble de fixation 15 de l'attache avant 6 et de l'attache arrière 7 ; et - la reprise des efforts s'exerçant selon la direction Z s'effectue conjointement à l'aide des attaches avant et arrière 6 et 7. Par ailleurs, le corps d'attache 13 de l'attache avant 6, agencé selon l'axe X, est formé de deux ferrures 21 et 22 principales, comme représenté sur la figure 7. Les deux ferrures 21 et 22 qui sont symétriques par rapport au plan XZ sont agencées de façon superposée, en contact l'une de l'autre. En outre, l'ensemble de fixation 15 comprend un élément de liaison 23 solidarisant deux parties de ferrure 21A et 22A correspondant aux extrémités avant des ferrures 21 et 22. Cet élément de liaison 23 est agencé selon un axe Y1 parallèle à l'axe Y, et traverse des alésages pratiqués dans les deux parties de ferrure 21A et 22A. Cet élément de liaison 23, sous forme de boulon, comprend un axe 24 pourvu à une extrémité d'une tête 25 et susceptible de recevoir à l'autre extrémité un écrou de serrage 26. De plus, deux pions 27 et 28 de forme tubulaire sont montés sur l'élément de liaison 23. Ces deux pions 27 et 28 entourent l'axe 24, et ils sont agencés, respectivement, aux deux extrémités axiales de l'axe 24 de manière à pénétrer, à la fois, dans des évidements 21B et 22B pratiqués dans les parties de ferrure 21A et 22A, et dans des alésages 29A et 30A ménagés dans des pattes de fixation 29 et 30 de l'agencement 16 (solidaire du carter de soufflante 2A). Chacun desdits pions 27 et 28 est en contact, avec une partie de sa surface externe de la partie de ferrure 21A, 22A correspondante, au niveau de l'évidement 30 21B, 22B correspondant, mais présente un jeu 31, 32 par rapport à la patte de fixation 29, 30 correspondante. Le jeu 31, 32 est prévu entre chaque pion 27, 28 et la patte de fixation 29, 30 correspondante pour éviter tout contact dans une configuration de fonctionnement normale. Les pions 27 et 28 ne transfèrent ainsi aucun effort dans une configuration de fonctionnement normale. En revanche, dans une configuration de défaillance lorsque l'une des bielles 17 de reprise d'efforts de poussée (destinées à transférer notamment la poussée 5 axiale) est rompue, la poussée axiale (selon X) est transférée du moteur 2 au mât 4 par l'intermédiaire des pattes de fixation 29 et 30 et des pions 27 et 28 d'arrêt. Cet agencement particulier permet par conséquent de reprendre les efforts de poussée s'exerçant selon la direction X en cas de rupture de l'une des deux bielles 17, comme illustré par une flèche FX en trait continu sur la figure 2. Cela 10 permet d'assurer une fonction de sûreté après défaillance de type "Fail Safe" pour la transmission d'efforts selon la direction X. En outre, en raison des jeux 31 et 32 entre les pions 27 et 28 et les alésages 29A et 30A, ce chemin d'efforts est uniquement opérant lors d'une rupture d'une bielle 17. Par ailleurs, selon l'invention, un pion de cisaillement 33, de forme tubulaire, 15 est également monté sur l'axe 24 de l'élément de liaison 23. Ce pion de cisaillement 33 entoure avec un jeu 34 l'axe 24, comme représenté sur les figures 6 et 7. Le pion de cisaillement 33 est agencé entre les deux pions 27 et 28, au niveau de la zone de jonction 35 entre les deux parties de ferrure 21A et 21B. De plus, il est ajusté pour être en contact des deux parties de ferrure 21A et 20 21B. Pour ce faire, les deux parties de ferrure 21A et 21B comprennent, chacune, un évidement tubulaire individuel 21C, 22C, radialement à l'extérieur de l'alésage pratiqué pour le passage de l'axe 24 de l'élément de liaison 23, au niveau de la zone de jonction 35 des deux parties de ferrure 21A et 21B jointes. Ces deux évidements tubulaires individuels 21C et 21D sont adjacents de manière à former un évidement 25 tubulaire de forme et taille internes complémentaires des forme et taille de la surface externe du pion de cisaillement 33 de manière à recevoir avec contact ledit pion de cisaillement 33. Ainsi, le pion de cisaillement 33 transfère les charges de cisaillement entre les deux parties de ferrures 21A et 21B avec lesquelles il est en contact. 30 Par son agencement, en contact dans les évidements tubulaires 21C et 21D aussi bien radialement qu'axialement (selon la direction Y1), le pion de cisaillement 33 est également impliqué dans le raccordement des deux parties de ferrure 21A et 21B. Par ailleurs, le jeu 34 est également prévu entre les parties de ferrure 21A et 21 B et l'axe 24 de l'élément de liaison 23, axialement (selon Y1) de part et d'autre du pion de cisaillement 33, c'est-à-dire entre le pion de cisaillement 33 et le pion 27 et entre le pion de cisaillement 33 et le pion 28. Ainsi, l'axe 24 n'est pas en contact des deux parties de ferrure 21A et 21 B. Par ailleurs, on prévoit également des jeux 36 entre l'élément de liaison 23 et chacun des pions 27 et 28. Comme il existe ainsi un jeu 34 entre le pion de cisaillement 33 et l'axe 24 de l'élément de liaison 23, et également des jeux 36 entre ledit axe 24 et les pions 27 et 28, ledit élément de liaison 23 ne transfère aucune charge de cisaillement. Par conséquent, l'élément de liaison 23 qui serre et ajuste les deux pions 27 et 28 et le pion de cisaillement 33 ne transfère jamais aucun effort. Les pions 27 et 28 et l'élément de liaison 23 supportent des charges uniquement en configuration de défaillance. REVENDICATIONS1. Attache moteur pour aéronef, destinée à fixer un moteur (2) à un mât (4) d'accrochage de ce moteur (2), l'attache moteur (6) comportant un corps d'attache (13) allongé formé de deux ferrures (21, 22) jointes, ledit corps d'attache (13) étant pourvu à une première extrémité (14) d'un ensemble de fixation (15), l'attache moteur (6) comportant deux bielles (17) reliées par l'intermédiaire d'un palonnier (19) audit corps d'attache (13) à une seconde extrémité (18) de ce dernier opposée à ladite première extrémité (14), l'ensemble de fixation (15) comprenant un élément de liaison (23) pourvu d'un axe (24) et configuré pour maintenir deux pions (27, 28) agencés dans deux parties de ferrure (21A, 22A) respectivement des deux ferrures (21, 22), les deux parties de ferrure (21A, 22A) étant jointes à une zone de jonction (35), les deux pions (27, 28) de forme tubulaire entourant l'axe (24) en étant agencés respectivement aux deux extrémités axiales de l'axe (24), caractérisée en ce que l'ensemble de fixation (15) comprend un pion de cisaillement (33), de forme tubulaire, entourant avec un jeu (34) l'axe (24) de l'élément de liaison (23), le pion de cisaillement (33) étant agencé entre les deux pions (27, 28) et étant en contact avec les deux parties de ferrure (21A, 22A) de part et d'autre de la zone de jonction (35), l'axe (24) de l'élément de liaison (23) étant également monté avec des jeux (36, 34) par rapport auxdits deux pions (27, 28) et auxdites deux parties de ferrure (21A, 22A). 2. Attache moteur selon la revendication 1, caractérisée en que les deux parties de ferrure (21A, 22A) comprennent chacune un évidement tubulaire individuel (21C, 22C), radialement à l'extérieur d'un alésage pratiqué pour le passage de l'axe (24) de l'élément de liaison (23), ces deux évidements tubulaires individuels (21C, 22C) étant adjacents au niveau de la zone de jonction (35) et formant un évidement tubulaire configuré pour recevoir avec contact le pion de cisaillement (33). 3. Ensemble moteur comprenant un moteur (2) et un mât (4) d'accrochage 30 de ce moteur (2), le mât (4) étant pourvu d'un système d'attache (5) comportant au moins une attache moteur avant (6) et une attache moteur arrière (7), caractérisé en ce que l'attache moteur avant (6) est une attache moteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2. 4. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble moteur (1) selon la revendication 3.