Brevet FR3089954A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : ENSEMBLE DE MOTORISATION POUR UN AERONEF COMPRENANT UN SUPPORT DE CHARGE Domaine technique [0001] La présente invention concerne un ensemble de motorisation pour un aéronef, ledit ensemble comprenant un mât, un support de charge, une turbomachine ayant un carter de soufflante, une attache de soufflante avant pour attacher le carter de soufflante au support de charge et une attache de mât arrière pour attacher le mât au support de charge. L'invention concerne également un aéronef comportant au moins un tel ensemble de motorisation. Technique antérieure [0002] Un aéronef comporte classiquement une aile sous laquelle est fixé un mât auquel est fixée une turbomachine. La turbomachine comporte un moteur et un carter de soufflante qui sont fixés au mât via une attache moteur avant et une attache moteur arrière et le mât est lui-même fixé à une structure de l'aile de l'aéronef. [0003] Bien qu'une telle installation donne entière satisfaction, elle est relativement en- combrante. En particulier, l'attache moteur avant se positionne au sommet du carter de soufflante ce qui contraint le mât à se positionner au-dessus dudit carter de soufflante. Exposé de l'invention [0004] Un objet de la présente invention est de proposer un ensemble de motorisation al- ternatif qui permet un gain de place. [0005] A cet effet, est proposé un ensemble de motorisation pour un aéronef, ledit ensemble de motorisation comportant : [0006] - un mât destiné à être fixé sous une aile de l'aéronef, [0007] - une turbomachine comprenant un moteur et une soufflante entourée par un carter de soufflante et disposée en amont du moteur, ladite turbomachine présentant une direction longitudinale X et un plan médian XZ, [0008] - une nacelle entourant le moteur et le carter de soufflante et comportant un support de charge disposé en partie haute de la nacelle et des capots latéraux montés articulés de part et d'autre du support de charge, [0009] - une attache moteur avant fixée entre le mât et une partie avant du moteur, [0010] - une attache moteur arrière fixée entre le mât et une partie arrière du moteur, [0011] - une attache dc soufflante avant fixée entre le carter de soufflante et le support de charge et [0012] - une attache dc mât arrière fixée entre le mât et le support de charge. [0013] Un tel ensemble de motorisation permet une réduction de l'encombrement car la 2 charge du turbomoteur est répartie entre le support de charge et le mât, et le mât est attaché au moteur. [0014] Selon un premier mode de réalisation particulier, l'attache de soufflante avant comprend un ensemble de positionnement disposé au niveau du plan médian XZ et deux systèmes à rotation disposés de part et d'autre du plan médian XZ et de l'ensemble de positionnement, l'ensemble de positionnement comprend une base solidaire de la partie haute du carter de soufflante et un plot solidaire du support de charge, s'étendant verticalement et inséré dans un alésage de la base, et chaque système à rotation fixe le carter de soufflante au support de charge et autorise une rotation autour d'un axe globalement parallèle à la direction longitudinale X. [0015] Avantageusement, chaque système à rotation comprend une chape fixée au carter de soufflante et dont l'axe de rotation s'étend parallèlement à la direction longitudinale X, une plaque insérée et articulée dans la chape et fixée au support de charge et un arbre solidaire de la plaque et qui s'insère dans les orifices de la chape, la chape comprend des orifices de forme oblongue dont le grand axe est globalement parallèle à une direction transversale Y et dans lesquels est inséré l'arbre, et la plaque est insérée dans la chape avec un jeu entre la chape et la plaque parallèlement à la direction longitudinale X. [0016] Avantageusement, l'attache de mât arrière comprend une première chape fixée sous le support de charge, une deuxième chape fixée sur le mât, et une plaque double disposée dans la première chape et la deuxième chape, la plaque double est montée articulée sur la première chape autour d'un premier axe de rotation et sur la deuxième chape autour de deux deuxièmes axes de rotation, le premier axe de rotation est globalement parallèle à la direction longitudinale X et inclus dans le plan médian XZ, et les deux deuxièmes axes de rotation sont globalement parallèles à la direction longitudinale X et disposés de part et d'autre du plan médian XZ. [0017] Selon un deuxième mode de réalisation particulier, l'attache de soufflante avant comprend un ensemble de positionnement disposé au niveau du plan médian XZ, et deux systèmes à rotation disposés de part et d'autre du plan médian XZ et de l'ensemble de positionnement, l'ensemble de positionnement comprend une base solidaire de la partie haute du carter de soufflante et un plot solidaire du support de charge, s'étendant verticalement et inséré dans un alésage de la base, et chaque système à rotation fixe le carter de soufflante au support de charge et autorise une rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan médian XZ. [0018] Avantageusement, l'attache de mât arrière comprend deux premières chapes, chacune étant fixée sous le support de charge, une deuxième chape fixée sur le mât, et, pour chaque première chape, une bielle, chaque première chape présente un premier axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X et les deux premiers axes 3 de rotation sont disposés de part et d'autre du plan médian XZ, la deuxième chape présente trois deuxièmes axes de rotation globalement parallèles à la direction longitudinale X dont l'un est central et inclus dans le plan médian XZ et dont les deux autres sont latéraux et disposés de part et d'autre du plan médian XZ, l'une des bielles est montée articulée sur une des premières chapes autour du premier axe de rotation correspondant et sur la deuxième chape autour du deuxième axe de rotation central et d'un deuxième axe de rotation latéral, et l'autre bielle est montée articulée sur l'autre des premières chapes autour du premier axe de rotation correspondant et sur la deuxième chape autour de l'autre deuxième axe de rotation latéral. [0019] Selon un troisième mode de réalisation particulier, l'attache de soufflante avant comprend une première chape fixée en partie haute du carter de soufflante et présente deux premiers axes de rotation globalement parallèles à la direction longitudinale X et disposés de part et d'autre du plan médian XZ, pour chaque premier axe de rotation, une deuxième chape fixée au support de charge et disposée à l'extérieur par rapport audit premier axe de rotation, où chaque deuxième chape présente un deuxième axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X, et pour chaque premier axe de rotation, une bielle montée articulée sur la première chape autour dudit premier axe de rotation et sur la deuxième chape autour du deuxième axe de rotation correspondant. [0020] Selon un autre mode de réalisation particulier, l'attache de soufflante avant comprend deux premières chapes fixées en partie haute du carter de soufflante de part et d'autre du plan médian XZ et présentant chacune un premier axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X, pour chaque première chape, une deuxième chape fixée au support de charge et disposée entre ladite première chape et le plan médian XZ, où chaque deuxième chape présente un deuxième axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X, et pour chaque première chape, une bielle montée articulée sur la première chape autour du premier axe de rotation correspondant et sur la deuxième chape autour du deuxième axe de rotation correspondant. [0021] Avantageusement, l'attache de soufflante avant comporte au moins un doigt fixé au support de charge et s'étendant radialement par rapport à la direction longitudinale X, et une rainure coaxiale avec la direction longitudinale X et réalisée sur le pourtour du carter de soufflante, et l'extrémité libre de chaque doigt loge dans ladite rainure. [0022] Avantageusement, l'attache de mât arrière comprend, de part et d'autre du plan médian XZ, une première chape fixée sous le support de charge, une deuxième chape fixée sur le mât et une bielle, chaque chape présente un axe de rotation globalement perpendiculaire au plan médian XZ, et chaque bielle est montée articulée sur une des premières chapes autour de son axe de rotation et sur une des deuxièmes chapes autour de son axe de rotation. [0023] L'invention propose également un aéronef comportant au moins un ensemble de mo- torisation selon l'une des variantes précédentes. Brève description des dessins [0024] Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, appa- raîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réa- lisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : [0025] [fig.11 est une vue de côté d'un aéronef présentant un ensemble de motorisation selon l'invention, [0026] [fig.2] est une vue dc côté de l'ensemble de motorisation selon l'invention, [0027] [fig.3] est une vue en perspective d'un support dc charge selon un premier mode de réa- lisation dc l'invention, [0028] [fig.4] est une vue dc face d'une attache de soufflante avant du support de charge re- présentée en Fig. 3. [0029] [fig.5] est une vue en perspective d'une attache de mât arrière du support de charge re- présentée en Fig. 3. [0030] [fig.6] est une vue en perspective d'un support dc charge selon un deuxième mode de réa- lisation dc l'invention, [0031] [fig.7] est une vue en perspective d'une attache de mât arrière du support de charge re- présentée en Fig. 6. [0032] [fig.8] est une vue en perspective d'un support dc charge selon un troisième mode dc réa- lisation dc l'invention, [0033] [fig.9] est une vue de face d'une attache de soufflante avant du support de charge re- présentée en Fig. 8. [0034] [fig.10] est une vue en perspective d'une attache de mât arrière du support de charge re- présentée en Fig 8. [0035] [fig.11] est une vue de côté d'un détail de réalisation du troisième mode de réalisation de l'invention, et [0036] [fig.12] est une vue de face d'un support de charge selon une variante du troisième mode de réalisation de l'invention. [0037] EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION [0038] Dans toute la description qui va suivre, par convention, la direction X correspond à la direction longitudinale de la turbomachine, cette direction étant parallèle à l'axe longitudinal X de cette turbomachine et orientée vers l'avant de l'aéronef. D'autre part, la direction Y correspond à la direction orientée transversalement par rapport à la turbomachine, et la direction Z correspond à la direction verticale ou hauteur, ces trois directions étant orthogonales entre elles. La turbomachine présente un plan médian XZ. [0039] La Fig. 1 montre un aéronef 10 qui comporte un fuselage 12 auquel sont attachées deux ailes 14, de part et d'autre du fuselage 12. Sous chaque aile 14 est fixé au moins un ensemble de motorisation 100 qui comporte un mât 104 fixé sous l'aile 14 et une turbomachine 102 à double flux fixée au mât 104 et comportant un moteur 202 (Fig. 2) et une soufflante entourée par un carter de soufflante 204 et disposée en amont du moteur 202 et entraînée par le moteur 202. [0040] L'ensemble de motorisation 100 comporte également une nacelle 106 de forme cy- lindrique qui entoure le moteur 202 et le carter de soufflante 204. [0041] La Fig. 2 montre l'ensemble de motorisation 100. [0042] La nacelle 106 comporte un support de charge 108 qui est disposé en partie haute de la nacelle 106 et des capots latéraux 110 qui sont montés articulés de part et d'autre du support de charge 108 autour d'une ligne de charnière 206. Chaque capot latéral 110 est monté articulé sur une pluralité de charnières 208 fixées au support de charge 108. [0043] La nacelle 106 comporte également ici un capot de nez 112 qui est fixé à l'avant du support de charge 108 et qui se prolonge jusqu'à une entrée d'air par laquelle pénètre l'air alimentant la turbomachine 102. [0044] Le mât 104 est fixé à la structure de l'aile 14 et porte le moteur 202 auquel il est fixé par une attache moteur arrière 212 fixée entre une partie arrière du mât 104 et une partie arrière du moteur 202 et une attache moteur avant fixée entre une partie avant du mât 104 et une partie avant du moteur 202, en particulier au niveau du moyeu dudit moteur 202. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté à la Fig. 2, l'attache moteur avant est cachée par le carter de soufflante 204. [0045] L'attache moteur avant au niveau du moyeu permet un abaissement du mât 104 et donc un gain de place. L'attache moteur avant et l'attache moteur arrière 212 ne seront pas décrites plus en détail car elles peuvent prendre toutes les formes connues de l'homme du métier. 6 [0046] L'ensemble de motorisation 100 comporte également une attache de soufflante avant 214 fixée entre le carter de soufflante 204 et le support de charge 108 et une attache de niât arrière 216 fixée entre le mât 104 et le support de charge 108. [0047] L'attache de soufflante avant 214 est localisée en partie haute du carter de soufflante 204. [0048] La mise en place de l'attache de soufflante avant 214 et de l'attache de mât arrière 216 permet de compenser la modification au niveau du niât 104 par rapport à l'état de la technique. [0049] Un tel agencement permet également une meilleure répartition des efforts tangentiels transmis entre les capots latéraux 110 à travers le support de charge 108. [0050] Le support de charge 108 forme un pont entre le mât 104 et le carter de soufflante 204. [0051] L'attache de soufflante avant 214 et l'attache de niât arrière 216 peuvent prendre dif- férentes formes dont des modes de réalisation particuliers sont décrits ci-dessous. Ces attaches permettent de transmettre les efforts générés par la turbomachine 102 en fonctionnement, de ladite turbomachine 102 au niât 104 et au support de charge 108 et à la structure de l'aile 14. [0052] Selon un premier mode de réalisation de l'invention et en relation avec les Figs. 3 à 5, le support de charge 108 comprend une poutre 302 s'étendant longitudinalement globalement parallèlement à la direction longitudinale X. [0053] L'attache de soufflante avant 314 comprend un ensemble de positionnement 314a, dit spigot », disposé au niveau du plan médian XZ de la turbomachine 102. L'ensemble de positionnement 314a comprend une base 316 solidaire de la partie haute du carter de soufflante 204 et un plot solidaire de la poutre 302, et plus généralement du support de charge 108, et s'étendant verticalement et qui s'insère dans un alésage de la base 316 prévu à cet effet. L'ensemble de positionnement 314a permet la reprise des efforts en X et en Y. [0054] La base 316 prend ici la forme d'un tronc de cône. [0055] L'attache de soufflante avant 314 (voir Fig. 4) comprend une fixation 314b qui comprend deux systèmes à rotation 318 disposés de part et d'autre du plan médian XZ et de l'ensemble de positionnement 314a. Chaque système à rotation 318 fixe le carter de soufflante 204 au support de charge 108 et autorise une rotation autour d'un axe globalement parallèle à la direction longitudinale X. La fixation 314b pet-met la reprise des efforts en X et en Z. [0056] Ici, chaque système à rotation 318 comprend une chape 452 fixée au carter de soufflante 204 et dont l'axe de rotation s'étend parallèlement à la direction longitudinale X, une plaque 454 insérée et articulée dans la chape 452 et fixée au support de charge 108 et un arbre 456 solidaire de la plaque 454 et qui s'insère dans les orifices de 7 la chape 452. [0057] La chape 452 comprend des orifices 450 de forme oblongue dont le grand axe est globalement parallèle à la direction transversale Y et dans lesquels est inséré l'arbre 456 de l'articulation de la plaque 454 à la chape 452, permettant ainsi un déplacement transversal selon la direction transversale Y de la chape 452. En outre, la plaque 454 est insérée dans la chape 452 avec un jeu entre la chape 452 et la plaque 454 parallèlement à la direction longitudinale X. permettant un déplacement de la chape 452 parallèlement à la direction longitudinale X par rapport à la chape 454. [0058] L'attache de mât arrière 416 (voir Fig. 5) comprend une première chape 402 fixée sous le support de charge 108 et une deuxième chape 404 fixée sur le mât 104. [0059] La première chape 402 présente un premier axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X et inclus dans le plan médian XZ. [0060] La deuxième chape 404 présente deux deuxièmes axes de rotation globalement pa- rallèles à la direction longitudinale X et disposés de part et d'autre du plan médian XZ. [0061] L'attache de mât arrière 416 comprend également une plaque double 406 disposée dans la première chape 402 et la deuxième chape 404. La plaque double 406 est montée articulée sur la première chape 402 autour du premier axe de rotation et sur la deuxième chape 404 autour de chaque deuxième axe de rotation. La plaque double 406 est constituée de deux plaques simples accolées. [0062] L'attache de mât arrière 416 permet la reprise des efforts en Y et en Z. [0063] Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention et en relation avec les Figs. 6 et?, le support de charge 108 comprend une poutre 302 s'étendant longitudinalement globalement parallèlement à la direction longitudinale X. [0064] De manière similaire au premier mode de réalisation, l'attache de soufflante avant 714 comprend un ensemble de positionnement 314a arrangé au niveau du plan médian XZ de la turbomachine 102 et destiné à reprendre les efforts en X et en Y et similaire à celui du premier mode de réalisation. [0065] L'attache de soufflante avant 714 comprend une fixation 714b qui comprend deux systèmes à rotation 718 disposés de part et d'autre du plan médian XZ et de l'ensemble de positionnement 314a. Chaque système à rotation 718 fixe le carter de soufflante 204 au support de charge 108 et autorise une rotation autour d'un axe globalement parallèle à la direction transversale Y, c'est-à-dire perpendiculaire au plan médian XZ. La fixation 714b permet la reprise des efforts en Y. [0066] Ici, chaque système à rotation 718 comprend une chape fixée au carter de soufflante 204 et dont l'axe de rotation s'étend parallèlement à la direction transversale Y, et une plaque insérée et articulée dans la chape et fixée au support de charge 108. [0067] L'attache de mât an-ière 516 (voir Fig. 7) comprend deux premières chapes 502a-b, chacune étant fixée sous le support de charge 108 et une deuxième chape 504 fixée sur 8 le mât 104. [0068] Pour chaque première chape 502a-b, l'attache de mât arrière 516 comprend une bielle 506a-b. [0069] Chaque première chape 502a-b présente un premier axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X et les deux premiers axes de rotation sont disposés de part et d'autre du plan médian XZ. [0070] La deuxième chape 504 présente trois deuxièmes axes de rotation globalement pa- rallèles à la direction longitudinale X dont l'un est central et inclus dans le plan médian XZ et dont les deux autres sont latéraux et disposés de part et d'autre du plan médian XZ. [0071] L'une des bielles 506a est montée articulée sur une des premières chapes 502a autour de son premier axe de rotation et sur la deuxième chape 504 autour du deuxième axe de rotation central et d'un deuxième axe de rotation latéral. [0072] L'autre bielle 506b est montée articulée sur l'autre des premières chapes 502b autour de son premier axe de rotation et sur la deuxième chape 504 autour de l'autre deuxième axe de rotation latéral. [0073] L'attache de mât arrière 516 permet la reprise des efforts en Y et en Z. [0074] Selon un troisième mode de réalisation de l'invention et en relation avec les Figs. 8 à 11, le support de charge 108 comprend une poutre 302 s'étendant longitudinalement globalement parallèlement à la direction longitudinale X. [0075] L'attache de soufflante avant 614 (voir Fig. 9) est arrangée entre le support de charge 108 et la partie haute du carter de soufflante 204. L'attache de soufflante avant 614 comprend une première chape 602 fixée en partie haute du carter de soufflante 204 et présente deux premiers axes de rotation globalement parallèles à la direction longitudinale X et disposés de part et d'autre du plan médian XZ. [0076] Pour chaque premier axe de rotation, l'attache de soufflante avant 614 comprend une deuxième chape 604a-b fixée au support de charge 108 et disposée du côté opposé au plan médian XZ par rapport audit premier axe de rotation, c'est-à-dire à l'extérieur par rapport audit premier axe de rotation. Chaque deuxième chape 604a-b présente un deuxième axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X. [0077] Pour chaque premier axe de rotation, l'attache de soufflante avant 614 comporte une bielle 606a-b montée articulée sur la première chape 602 autour dudit premier axe de rotation et sur la deuxième chape 604a-b autour du deuxième axe de rotation correspondant. [0078] L'attache de soufflante avant 614 permet la reprise des efforts en Y et en Z. [0079] Pour reprendre les efforts en X, l'attache de soufflante avant 614 comporte au moins un doigt 802 qui est montré en détail à la Fig. 11. [0080] Chaque doigt 802 est fixé au support de charge 108 et s'étend radialement par 9 rapport à la direction longitudinale X. [0081] L'attache de soufflante avant 614 comporte également une rainure 804 coaxiale avec la direction longitudinale X et réalisée sur le pourtour du carter de soufflante 204 où l'extrémité libre de chaque doigt 802 loge dans ladite rainure 804. [0082] L'attache de mât arrière 716 (voir Fig. 10) comprend, de part et d'autre du plan médian XZ, une première chape 702a-b fixée sous le support de charge 108, une deuxième chape 704a-b fixée sur le mât 104 et une bielle 706a-b. [0083] Chaque chape 702a-b, 704a-b présente un axe de rotation globalement perpen- diculaire au plan médian XZ. [0084] Chaque bielle 706a-b est montée articulée sur une des premières chapes 702a-b autour de son axe de rotation et sur une des deuxièmes chapes 704a-b autour de son axe de rotation. [0085] L'attache de mât arrière 716 permet la reprise des efforts en Y et en Z. [0086] Dans une variante du troisième mode de réalisation, et en référence avec la Fig. 12, l'attache de soufflante avant 914 est modifiée en ce que cette dernière comprend deux premières chapes 902a-b fixées en partie haute du carter de soufflante 204 de part et d'autre du plan médian XZ et présentant chacune un premier axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X. [0087] Pour chaque première chape 902a-b, l'attache de soufflante avant 914 comprend une deuxième chape 904a-b fixée au support de charge 108 et disposée du même côté que le plan médian XZ par rapport à ladite première chape 902a-b, c'est-à-dire entre ladite première chape 902a-b et le plan médian XZ. Chaque deuxième chape 904a-b présente un deuxième axe de rotation globalement parallèle à la direction longitudinale X. [0088] Pour chaque première chape 902a-b, l'attache de soufflante avant 914 comporte une bielle 906a-b montée articulée sur la première chape 902a-b autour du premier axe de rotation correspondant et sur la deuxième chape 904a-b autour du deuxième axe de rotation correspondant. [0089] L'attache de soufflante avant 914 permet la reprise des efforts en Y et en Z. [0090] Pour reprendre les efforts en X, l'attache de soufflante avant comporte un système similaire à celui de la Fig. 11, avec au moins un doigt 802 fixé au support de charge 108 et s'étendant radialement par rapport à la direction longitudinale X et également une rainure 804 coaxiale avec la direction longitudinale X et réalisée sur le pourtour du carter de soufflante 204 où l'extrémité libre de chaque doigt 802 loge dans ladite rainure 804. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]