Brevet FR3019649A1 — publié le 20151009

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne la fixation à un banc d'essai de modules de réacteur, et plus particulièrement de turboréacteur, pour aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE On utilise classiquement, en phase de conception, fabrication ou maintenance de réacteurs d'aéronef, des bancs d'essai grâce auxquels différents tests sont menés sur les réacteurs (résistance du réacteur lors de la séparation d'une pâle d'une turbine, par exemple). Durant les tests, le ou les modules à tester sont placés dans le banc d'essai. Ils sont à cet effet suspendus à l'intérieur de celui-ci grâce à un dispositif de suspension qui permet de simuler la fixation du réacteur à l'aéronef, par exemple l'accrochage sous l'aile d'un avion. Ce dispositif de suspension doit donc permettre de reproduire une liaison de même souplesse et de même résistance que la fixation entre le réacteur et l'aéronef qu'il propulse. Les nouvelles générations de réacteur, et notamment les nouvelles générations de turboréacteurs, se caractérisent par l'augmentation du rapport poids/puissance et de leur encombrement par rapport aux générations précédentes. Cette augmentation de puissance et de l'encombrement pose problème quant à la suspension des modules dans les bancs d'essai, cette suspension devant à la fois : - posséder la même souplesse que la fixation du réacteur sur l'aéronef qu'il propulse afin que les tests soient le plus pertinent possible, - disposer d'une résistance suffisante pour maintenir mécaniquement les différents modules testés, - présenter un encombrement suffisamment faible afin que l'assemblage du dispositif de suspension avec l'ensemble des modules du réacteur puisse rentrer dans le banc d'essai. Un tel banc d'essai comporte classiquement, ainsi qu'illustré sur la figure 1, un corps cylindrique 2 qui est porté par des pieds support 3 et qui intègre un mur 4 et un plafond 5 sur lesquels sont destinés à être fixés des dispositifs de suspension des modules de réacteur à tester. Le mur de fixation 4 ferme sensiblement le corps cylindrique 2 à une de ses extrémités et présente en son centre une ouverture circulaire 41 par laquelle sont passés les différents outils destinés à tester les modules de réacteurs (arbre moteur 6 destiné à entraîner le moteur selon une vitesse donnée (régime moteur). Le plafond 5 s'étend à l'intérieur du corps 2 perpendiculairement au mur 4 et devant celui-ci. Différents types de dispositif de suspension sont utilisés selon que le réacteur est un réacteur de faible masse ou un réacteur de masse plus importante. La figure 2 représente un exemple de dispositif de suspension 7 pour un réacteur de faible masse. Ce dispositif de suspension 7 comprend un bras de suspension 8 qui se termine à l'une et à l'autre de ces extrémités par des brides de raccord 9 et 10, l'une (bride 9) destinée à être reliée au mur 4 du banc d'essai par des moyens de type vis-écrou, l'autre (bride 10 à l'autre extrémité du bras) destinée à porter le ou les modules de réacteur par le biais d'une suspension moteur 11. Une telle structure n'est toutefois pas adaptée dans le cas de masses ou d'encombrements plus importants. Les figures 3 et 4 illustrent quant à elles un exemple de dispositif de suspension 12 déjà utilisé dans le cas de modules de réacteur de masse plus importante. Ce dispositif 12 comprend un pied de fixation 13 qui est destiné à être fixé sur le plafond 5 d'un banc d'essai et sur lequel vient se rapporter un mât d'accrochage 16. Le pied 13 comporte à cet effet des moyens 14 permettant l'ancrage du mât 16. Des amortisseurs 15 en élastomère y sont également prévus pour reproduire la souplesse de la fixation des modules de réacteurs. Une poutre 17 s'étend en outre à partir du mât 16, perpendiculairement à celui-ci. Les modules de réacteur à tester sont fixés sur cette poutre 17. Sur la figure 4 est également représentée une bielle 18 qui relie le bras 16 au mur 4, permettant de reproduire la souplesse de la fixation d'un réacteur à un avion. Le dispositif de suspension 12, tel qu'illustré sur ces figures 3 et 4 est toutefois d'un encombrement trop important pour pouvoir être utilisé dans le cas de réacteurs de nouvelle génération. Ainsi, les dispositifs de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur connus ne peuvent pas apporter le compromis résistance-souplesse-encombrement permettant de simuler la fixation d'un réacteur nouvelle génération au dispositif qu'il propulse afin de pouvoir réaliser des tests sur l'ensemble de modules d'un réacteur nouvelle génération dans un banc d'essai. PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION Le but de la présente invention est d'améliorer l'art antérieur en proposant un dispositif de suspension qui permet de simuler au mieux la fixation d'un ensemble de modules d'un réacteur au véhicule qu'il propulse en assurant un compromis résistance- souplesse-encombrement du dispositif de suspension optimal afin de pouvoir réaliser des tests avec un banc d'essai sur un ensemble de modules d'un réacteur dont la masse et l'encombrement sont importants. L'objet précité est atteint selon l'invention grâce un dispositif de suspension d'au moins un module de réacteur à un banc d'essai comportant au moins un bras de suspension, au moins un ensemble de fixation amont adapté pour une fixation sur un plafond ou mur du banc d'essai, ainsi qu'au moins un ensemble de fixation aval adapté pour la fixation d'un module de réacteur, ledit bras de suspension s'étendant entre deux extrémités d'attache adaptées pour être respectivement fixées à l'ensemble de fixation amont et à l'ensemble de fixation aval, caractérisé en ce que ledit bras présente une zone médiane flexible dont au moins une dimension de section est inférieure à la même dimension de section au niveau des extrémités d'attache. Par section, on entend ici et dans tout le présent texte la section selon un plan perpendiculaire à la direction principale selon laquelle la pièce s'étend. Cette caractéristique permet d'adapter la section des bras aux contraintes mécaniques locales auxquelles chacune des parties des bras sont soumises, et ainsi réduire la rigidité des zones moins sollicité mécaniquement afin que la structure globale dispose de la souplesse désirée. DESCRIPTIF DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'un banc d'essai dans lequel peut être fixé l'invention, - la figure 2 représente une vue en perspective d'un dispositif de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur de faible masse qui est conforme à l'art antérieur, - la figure 3 représente une vue en perspective du dispositif de suspension présenté dans la figure 4, - la figure 4 représente une vue en coupe d'un dispositif de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur de masse importante qui est conforme à l'art antérieur et qui est disposé dans un banc d'essai conforme à la figure 1, - la figure 5 représente une vue en perspective d'un dispositif de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 représente une vue en perspective de deux bras selon le premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 7 représente une vue en perspective du dispositif de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur selon le premier mode de réalisation installé dans un banc d'essai conforme à la figure 1, - la figure 8 représente une vue en coupe d'un assemblage du dispositif de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur selon le premier mode de réalisation avec un ensemble de modules d'un réacteur fixé dans un banc d'essai conforme à la figure1, - la figure 9a représente une vue en perspective d'un dispositif anti-matage disposé sur un caisson amont selon le premier mode de réalisation, - la figure 9b représente une vue éclatée en perspective d'un dispositif anti-matage formé par l'assemblage d'un caisson principal et d'un caisson de fixation selon le premier mode de réalisation, - la figure 10 représente un bras selon un second mode de réalisation de l'invention, - la figure 11 représente un bras selon un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 12a représente une première vue en perspective d'un dispositif de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur selon un quatrième mode de réalisation comprenant un dispositif antichute, - la figure 12b représente une seconde vue en perspective du dispositif de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur selon le quatrième mode de réalisation comprenant un dispositif antichute qui est fixé sur un banc d'essai, - la figure 12c représente une troisième vue en perspective du dispositif de suspension d'un ensemble de modules d'un réacteur selon le quatrième mode de réalisation comprenant un dispositif antichute qui est fixé sur un banc d'essai, - la figure 13 représente un bras selon un cinquième mode de réalisation. DESCRIPTIF DETAILLE Le dispositif de suspension 19 représenté sur la figure 5 comprend un ensemble de fixation amont 20, un ensemble de fixation aval 21, ainsi que deux bras support 22 reliant l'un à l'autre. L'ensemble 20 permet d'assurer la fixation du dispositif de suspension 19 sur le plafond 5 du banc d'essai 1. Il est constitué d'un caisson central 201 et de deux caissons latéraux 202 rapportés de chaque côté du caisson central 201 et fixés sur celui-ci par des systèmes vis-écrou 205. Les deux caissons 202 sont chacun de forme en L, dont une branche prolonge le caisson central 201, tandis que l'autre banche (celle éloignée dudit caisson 201) est destinée à permettre la fixation desdits caissons 202 (et par conséquent de l'ensemble de la structure amont 20) sur le plafond 5. A cet effet, les surfaces supérieures 203 de ces branches des caissons de fixation 202 sont munies de perçages 204 qui permettent la fixation desdits caissons 202 sur le plafond 5 par boulonnage. Le caisson aval 21 a une forme générale parallélépipédique et est de même longueur que le caisson central 201. Il supporte un dispositif 23 destiné à permettre la fixation d'un module de réacteur. Ce dispositif de fixation 23 est composé d'un corps principal 231 sur lequel sont fixés un boomerang 232 et une bielle 233. Le boomerang 232 est fixé au corps principal 231 en formant une liaison encastrement, et la bielle est fixée au corps principal 231 en formant une liaison pivot d'axe parallèle à l'arbre moteur 6. Les deux bras support 22 sont des longerons plats identiques terminés par des extrémités d'attache 221, 222. Les extrémités 221 sont fixées par boulonnage à l'une et l'autre des deux faces latérales du caisson central 201, tandis que les deux autres extrémités 222 sont quant à elles fixées au caisson aval 21 (boulonnage 226). Comme illustré sur la figure 6, la section des bras 22 n'est pas constante sur toute la longueur des bras 22. En particulier, chacun des bras 22 comporte une zone médiane 223 dont la section est inférieure aux sections respectives des deux extrémités d'attache 221 et 222, au moins une dimension de section étant inférieure à la même dimension de section au niveau des extrémités d'attache 221, 222. Dans l'exemple représenté, les bras 22 ont une section de forme générale rectangulaire. Ils ont une épaisseur constante sur toute leur longueur, la hauteur des bras 22 diminuant de façon progressive des extrémités d'attache 221, 222 jusqu'à la zone médiane 223. La hauteur d'un bras 22 dans sa zone médiane 223 est ainsi plus petite que sa hauteur au niveau des extrémités d'attache 221 et 222. Les zones 223 de section moins importante confèrent au dispositif de suspension 19 sa flexibilité, tandis que les sections d'extrémité 221 et 222, encastrées sur le caisson central 201 et le caisson aval 21, sont adaptées à la concentration de contraintes qu'elles supportent. De cette façon, le dispositif de suspension 19 reproduit des conditions de souplesse similaires à celles de la fixation d'un réacteur sur un aéronef, tout en permettant un encombrement relativement faible et une bonne résistance aux contraintes mécaniques. Un tel dispositif est par conséquent parfaitement adapté à la suspension d'un réacteur de nouvelle génération dans un banc d'essai du type de celui illustré sur la figure 1. Un module de réacteur R à tester se fixe sur un tel dispositif de suspension 19 par boulonnage sur le dispositif de fixation 23 (figures 7 et 8). Le dispositif de fixation 23 permet ainsi d'assurer une liaison isostatique avec l'ensemble de modules d'un réacteur. Le dispositif de suspension 19 est tel que le moyeu de l'ensemble de modules d'un réacteur R est aligné avec l'arbre moteur 6. Chaque paire de bras 22 est adaptée en fonction de l'encombrement de l'ensemble de modules du réacteur R afin d'ajuster la hauteur du caisson aval 21 pour que le moyeu de l'ensemble de modules du réacteur R soit aligné avec l'arbre moteur 6. Bien entendu, afin d'adapter le dispositif de suspension 19 à l'encombrement de l'ensemble des modules du réacteur R, la longueur des bras 22 peut varier. Par ailleurs, ainsi qu'illustré sur les figures 9a et 9b, les caissons amont 20 et aval 21 du dispositif de suspension 19 comportent des dispositifs anti-matage 206 et 211. Deux dispositifs anti-matage 206 sont disposés sur le caisson amont 20, et deux dispositifs anti-matage 211 sont disposés sur le caisson aval 21. Les dispositifs anti-matage 206 sont constitués par les assemblages d'encastrement qui reçoivent les extrémités 222, entre le caisson central 201 et les caissons de fixation 202. En particulier, ces dispositifs 206 comportent au niveau des deux extrémités du caisson central 201 sur lesquelles viennent se rapporter les caissons 202, une pièce de réception de forme en U, comportant une base de fixation et deux rebords empêchant l'accès aux extrémités d'attache 222. Les dispositifs anti-matage 211 sont quant à eux chacun constitués d'une pièce de réception de forme en U à rebords recevant les extrémités d'attache 221. Le matage est ainsi limité par la complémentarité de la forme des dispositifs anti- matage 206, 211 avec la forme des extrémités des bras 22 qui augmente la rigidité de la fixation des bras 22 avec le caisson amont 20 et le caisson aval 21. Les extrémités d'attache 221, 222 sont elles-mêmes de forme rectangulaire chanfreinée, ce qui contribue également à l'anti-matage des bras 22. D'autres modes de réalisation sont bien entendu possibles. En particulier, ainsi qu'illustrés sur la figure 10, les bras 22 peuvent être remplacés par des bras 25 coudés, par exemple avec un angle de 90°. Le fait que les bras 25 soient coudés permet d'adapter le dispositif de suspension 19 pour des ensembles de modules de réacteurs R de plus faible encombrement, afin de pouvoir aligner le moyeu des ensembles de modules de réacteurs R de plus faible encombrement avec l'arbre moteur 6 du banc d'essai 1. La position de l'arbre moteur 6 étant fixe, il est en effet nécessaire de pouvoir faire varier la hauteur à laquelle est fixé l'ensemble de modules d'un réacteur R en fonction de l'encombrement de l'ensemble de modules du réacteur R. La modification de l'angle du coude des bras 25, et/ou la longueur des bras 25 permet d'adapter le dispositif de suspension 19 en fonction de l'encombrement des différents ensembles de modules des réacteurs R à tester avec le banc d'essai 1. En variante encore, tels qu'illustrés sur la figure 11, le dispositif de suspension peut comporter des bras 26 convergents ou divergents. Le fait que les bras 26 soient divergents ou convergents permet de modifier la souplesse du dispositif de suspension. Afin d'adapter les caissons amont et avals à la divergence ou la convergence des bras 26, l'homme du métier comprendra que la taille des caissons amonts et avals doit être différente. Selon un autre mode de réalisation représenté sur les figures 12a, 12b et 12c encore, le dispositif de suspension 19 d'un ensemble de modules d'un réacteur R comporte un dispositif antichute 27. Le dispositif antichute 27 comporte : une plaque perforée 271 fixée sur le caisson aval 21 comportant deux perçages 272 ; une poutre 273 fixée sur le plafond 5 du banc d'essai 1 ; - deux vis 274 fixées sur la poutre 273 qui comportent chacune une tête 275 et un corps 276. Les deux vis 274 sont chacune disposées dans un perçage 272 de telle sorte que la plaque perforée 271 est disposée entre la poutre 273 et les têtes 275 des vis 274. En fonctionnement normal, ces vis 274 ne sont pas en contact avec la plaque perforée 271. Elles sont néanmoins capables de retenir la plaque perforée 271 grâce aux têtes 275 en cas d'effondrement du dispositif de suspension 19. Cela permet ainsi au dispositif antichute 27 de ne pas modifier la souplesse du dispositif de suspension 19 tout en assurant le soutien du dispositif de suspension 19 en cas, par exemple, de rupture des bras. Dans une autre variante encore (figure 13), le dispositif de suspension 19 comporte un unique bras 28 qui comporte deux extrémités 281, 282 et une zone médiane 283 située entre les deux extrémités 281, 282. La section de la zone médiane 283 est inférieure à la section des deux extrémités 281 et 282. L'évolution de la section du bras 28 entre les deux extrémités 281, 282 et la zone médiane 283, est obtenue par variation de la hauteur et/ou de la largeur du bras 28. REVENDICATIONS1. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) comportant au moins un bras de suspension (22), au moins un ensemble de fixation amont (20) adapté pour une fixation sur un plafond ou mur (4, 5) du banc d'essai (1), ainsi qu'au moins un ensemble de fixation aval (21) adapté pour la fixation d'un module de réacteur (R), ledit bras de suspension (22) s'étendant entre deux extrémités d'attache (221, 222) adaptées pour être respectivement fixées à l'ensemble de fixation amont et à l'ensemble de fixation aval (20, 21), caractérisé en ce que ledit bras (22) présente une zone médiane (223) flexible dont au moins une dimension de section est inférieure à la même dimension de section au niveau des extrémités d'attache (221, 222). 2. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section du bras de suspension (22, 25, 26, 28) évolue d'une manière progressive des extrémités d'attache (221, 222) jusqu'à la zone médiane (223). 3. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit bras de suspension (22) est un longeron plat dont la hauteur évolue d'une manière progressive des extrémités d'attache jusqu'à la zone médiane (223). 4. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux bras de suspension (22) s'étendant entre une pièce de l'ensemble de fixation amont et une pièce de l'ensemble de fixation aval, les deux bras de suspension assurant ensemble une fixation isostatique. 5. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces de l'ensemble de fixation amont et de l'ensemble de fixation aval sur lesquelles les bras de suspension sont fixés, sont des caissons (201, 21) sur les parois latérales desquels les bras de suspension sont fixés par leurs extrémités d'attache (221, 222). 6. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ensemble de fixation amont (20) comporte : un caisson central (201) sur les parois latérales desquels les bras de suspension sont fixés par leurs extrémités d'attache; deux caissons de fixation (202) fixés audit caisson central (201) en étant rapportés de part et d'autre de celui-ci, au niveau de ses parois latérales. 7. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de fixation amont et/ou l'ensemble de fixation aval comporte(nt) au moins un dispositif anti-matage (206, 211) adapté pour limiter le matage d'un bras de suspension. 8. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le caisson aval (21) comporte un dispositif antichute (27). 9. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un bras de suspension (25) est coudé. 10. Dispositif de suspension (19) d'au moins un module de réacteur (R) à un banc d'essai (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (26) est convergent ou divergent.30