Brevet FR3093546A1 — publié le 20200911

Description Titre de l'invention : Liaison de sécurité d'une attache moteur d'un ensemble propulsif aéronef et ensemble propulsif d'aéronef équipé d'une telle liaison de sécurité [pool La présente invention concerne une liaison de sécurité d'une attache moteur d'un ensemble propulsif aéronef et ensemble propulsif d'aéronef équipé d'une telle liaison de sécurité. [0002] Un ensemble propulsif comprend un mât et une turbomachine fixée au mât par un système d'attache moteur composé notamment d'une attache moteur avant et d'une attache moteur arrière disposées respectivement à l'avant et à l'arrière du mât. [0003] De manière connue, une attache moteur avant ou arrière comprend au moins une ferrure attachée, à chaque fois par une liaison principale, au mât ainsi qu'à la turbomachine. Pour répondre à des exigences de sécurité, au moins une liaison principale de l'attache moteur est doublée par une liaison additionnelle, dite de sécurité (« fail-safe » en terminologie aéronautique). Chaque liaison principale ou de sécurité comprend une chape solidaire du mât ou de la turbomachine, et un palier à rotule solidaire de la ferrure via un axe d'articulation qui traverse la chape, s'emmanche dans le palier à rotule et est bloqué en translation par des rondelles de verrouillage reparties de chaque côté de la chape et maintenues contre la chape par un boulon. La liaison principale présente un ajustement serré (sans jeu), dit monté engagé, tandis que la liaison de sécurité présente un ajustement avec jeu de sorte que la liaison de sécurité n'est pas opérationnelle en cas de fonctionnent nominal de l'attache moteur. En revanche, la liaison de sécurité est opérationnelle pour reprendre les efforts engendrés par la turbomachine et transmis vers le mât en cas de rupture de la liaison principale. [0004] Des opérations d'inspections de chaque attache moteur sont fréquemment planifiées par des opérateurs lorsque l'aéronef est au sol afin de s'assurer du fonctionnement nominal de l'attache moteur. Lors de ces inspections, les opérateurs vérifient que les liaisons de sécurité ne sont pas opérationnelles/engagées. Les opérations d'inspections sont fastidieuses car elles nécessitent de démonter les pièces formant l'attache moteur. [0005] L'un des objectifs de l'invention est. de faciliter ces inspections. A cet effet., l'invention concerne une liaison de sécurité comprenant une chape avec deux branches, chacune des branches présentant un alésage dans lequel est inséré un manchon, un palier à rotule étant inséré entre les deux branches, ledit palier comprenant un alésage, un axe d'articulation présentant la forme d'un corps cylindrique étant emmanché dans l'alésage avec jeu ainsi que dans les manchons, une vis étant insérée dans le corps cylindrique creux de l'axe d'articulation et une paire de rondelles étant emmanchées sur 2 la vis avec une première rondelle positionnée entre une tête de la vis et l'axe d'articulation et une seconde rondelle positionnée entre l'axe d'articulation, un écrou de serrage étant fixé à une extrémité libre de la tige, au moins une rondelle comprenant sur une première face au moins l'un d'un détrompeur ou d'une contre-forme et le corps cylindrique creux de l'axe d'articulation comprenant une face plane sur laquelle est arrangée au moins l'un d'une contre-forme ou d'un détrompcur complémentaire à, respectivement, un détrompeur ou une contre-forme de la rondelle pour lier la rondelle et le corps cylindrique creux de l'axe d'articulation en rotation, la au moins une rondelle comprenant, sur une seconde face, un écrou d'entrainement traversé par la vis. [0006] L'invention concerne également un ensemble propulsif d'aéronef comprenant un mât et une turbomachine attachée au mât par des attaches moteur, chaque attache moteur comprenant une poutre fixée au mât et au moins une ferrure fixée d'une part à la poutre par une première liaison principale, et d'autre part à la turbomachine par une seconde liaison principale, ladite au moins une ferrure étant en outre fixée à la poutre par une liaison de sécurité comprenant une chape avec deux branches, chacune des branches présentant un alésage dans lequel est inséré un manchon, un palier à rotule étant inséré entre les deux branches, ledit palier comprenant un alésage, un axe d'articulation présentant la forme d'un corps cylindrique étant emmanché dans l'alésage avec jeu ainsi que dans les manchons, une vis étant insérée dans le corps cylindrique creux de l'axe d'articulation et une paire de rondelles étant emmanchées sur la vis avec une première rondelle positionnée entre une tête de la vis et l'axe d'articulation et une seconde rondelle positionnée entre l'axe d'articulation, un écrou de serrage étant fixé à une extrémité libre de la tige, au moins une rondelle comprenant sur une première face au moins l'un d'un détrompeur ou d'une contre-forme et le corps cylindrique creux de l'axe d'articulation comprenant une face plane sur laquelle est arrangée au moins l'un d'une contre-forme ou d'un détrompeur complémentaire à, respectivement, un dé-trompeur ou une contre-forme de la rondelle pour lier la rondelle et le corps cylindrique creux de l'axe d'articulation en rotation, la au moins une rondelle comprenant, sur une seconde face, un écrou d'entrainement traversé par la vis . [0007] 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 réalisation, ladite description étant faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquels [fig.1] est une vue schématique d'un ensemble propulsif d'aéronef selon l'invention, ledit ensemble comprenant une attache moteur avant et une attache moteur arrière pour fixer une turbomachine au mât ; [fig.2] 3 est une vue de détail en perspective selon la flèche F de l'attache moteur arrière re- présentée à la figure 1 selon l'invention ; [fig.3] est une vue en coupe selon la ligne X-X de l'une des liaisons de sécurité de l'attache moteur arrière de la figure 2 représentée dans sa position non opérationnelle selon un mode de réalisation de l'invention ; [fig.4] est une vue similaire à la figure 3 de la liaison de sécurité représentée dans sa position opérationnelle ; [fig.5] est une vue éclatée en perspective d'éléments de la liaison de sécurité représentée à la figure 3 ; [fig.6] est une vue selon la flèche G d'une rondelle représentée à la figure 5 ; [fig.7] est une vue selon la flèche H d'une rondelle représentée à la figure 5. [0008] En relation avec la figure 1, un ensemble propulsif 1 d'aéronef comprend un mât 2 fixé sous l'aile 3 d'un aéronef et une turbomachine 4. La turbomachine 4 comprend une nacelle 5 annulaire, centrée sur un axe longitudinal L globalement parallèle au sol, qui constitue l'enveloppe externe de la turbomachine et entoure une soufflante 6 situé à l'avant de la turbomachine 4 ainsi qu'un moteur 7 situé en arrière de la soufflante 6 et qui entraine la soufflante 6 en rotation lors de son fonctionnement. La turbomachine 4 est fixée au mât 2 par un système d'attache moteur 10. [0009] Dans la suite de la description, les termes « avant » et « arrière» sont à considérer re- lativement au sens de déplacement de l'aéronef, matérialisé par une flèche Av sur la figure 1. [0010] Le système d'attache moteur 10 est constitué, à l'avant, par une attache moteur avant 11 et, à l'arrière, par une attache moteur an-ière 12. L'attache moteur avant 11 se fixe entre le mât 2 et le carter de soufflante 6a (ou un élément structurel situé dans le prolongement du carter de soufflante) tandis que l'attache moteur arrière 12 se fixe entre le mât 2 et un carter du moteur 7a. [0011] En effet, chaque attache moteur avant 11 ou arrière 12 comprend des ferrures permettant la fixation du mât 2 à la turbomachine 4. Les ferrures sont choisies parmi des ferrures de types deux points ou trois points. Les ferrures de type deux points comportent deux liaisons principales et les ferrures de types trois points comportent deux liaisons principales et une liaison additionnelle, dite de sécurité, doublant une liaison principale et qui est non opérationnelle en cas de fonctionnement nominale de l'attache moteur et au contraire, opérationnelle en cas de casse de la liaison principale. [0012] Dans la suite de la description, on ne décrira que l'attache moteur arrière 12, (l'invention s'appliquant également à l'attache moteur avant 11 pour la vérification des liaisons de sécurité de l'attache moteur avant 11. [0013] Comme représenté à la figure 2, l'attache moteur arrière 12 comprend : [0014] - une poutre 20 fixée au mât 2 [0015] - une première ferrure latérale 21, de type ferrure à deux points, fixée par une liaison principale 21a à la poutre 20 et destinée à être fixée par une liaison principale au carter moteur 7a ; [0016] - une seconde ferrure latérale 22, de type ferrure à trois points, ici fixée par une liaison principale 22a à la poutre 20 et fixée par une liaison principale 22h au carter moteur 7a. La seconde ferrure latérale 22 comprend en outre une liaison additionnelle, dite de sécurité 22c, avec la poutre 20. La liaison de sécurité 22e double la liaison principale 22a et est non opérationnelle lorsque la liaison principale 22a est intègre, ou au contraire, est opérationnelle en cas de casse de la liaison principale 22a. [0017] - une ferrure centrale 23, de type ferrure à trois points, fixée par une liaison principale 23a à la poutre 20 et fixée par une liaison principale 23h au carter moteur 7a. La ferrure centrale 23 comprend en outre une liaison de sécurité 23c avec la poutre 20. La liaison de sécurité 23c double la liaison principale 23a et est non opérationnelle lorsque la liaison principale 23a est intègre, ou au contraire, est opérationnelle en cas de casse de la liaison principale 22a. [0018] Chaque liaison de sécurité 22c, 23c de chaque ferrure 22,23 est constitué par une chape 31 formée dans la poutre 20 et qui comprend deux branches 32,33 dont chacune comprend une face intérieure 32a,33a et une face extérieure 32b,33b, les faces intérieures 32a,33a des deux branches 32,33 se faisant face. Chaque branche 32,33 comprend un alésage 32c,33c dans lequel est inséré un manchon 34,35 s'étendant sensiblement selon l'axe longitudinal L. Les manchons 34,35 insérés dans les alésages 32c,33c des deux branches 32,33 ont globalement des dimensions identiques et sont de plus coaxiaux et alignés. [0019] Chaque manchon 34,35 comprend un fût lisse 34a,35a cylindrique dont une surface externe prend appui contre l'alésage 32c,33c de la branche 32,33. La surface externe du fût 34a,35a est prolongée par un épaulement extérieur 34b,35b qui prend appui contre la face intérieure 32a,33a de la branche par laquelle le manchon 34,35 est inséré de manière à former une butée. [0020] Un axe d'articulation 40 présentant la forme d'un corps cylindrique creux s'emmanche les manchons 34,35, la surface interne des manchons prenant appui contre l'axe d'articulation 40, et dans un palier à rotule 45 arrangé sur chaque ferrure 22,23. [0021] Le palier à rotule 45 comprend un alésage 45a au travers duquel l'axe d'articulation 40 est inséré. Le diamètre de l'alésage 45a est supérieur au diamètre extérieur de l'axe d'articulation 40 de sorte à créer un jeu 46 entre le palier à rotule 45 et ledit axe 40. [0022] Le palier à rotule 45 est arrangé entre les deux manchons 34,35 et, pour chaque manchon, une rondelle bloque le déplacement du manchon 34,35 dans une direction de l'axe longitudinal X tandis que l'épaulement extérieur 34h,35h du manchon bloque le déplacement de cc dernier l'autre direction. [0023] Afin d'immobiliser l'axe d'articulation 40 en translation selon la direction longi- tudinale L, une vis 50 est insérée dans le corps cylindre creux de l'axe d'articulation 40 et la tige 51 de la vis s'étend sur une longueur supérieure à celle de l'axe d'articulation 40. Une paire de rondelles 5455 de verrouillage est emmanchée sur la vis 50 avec une première rondelle 54 positionnée entre la tête 52 de la vis et l'axe d'articulation 40 et une seconde rondelle 55 positionnée entre l'axe d'articulation 40. Un écrou de serrage 56 fixé à l'extrémité libre de la tige 51 de la vis permet de serrer la liaison de sécurité 22c, 23c. [0024] Selon l'invention, et en référence avec les figures 3 à 7 : [0025] - chaque rondelle 54,55 comprend un détrompeur 54h ,55b sur une première face de la rondelle destinée à être en regard d'une face du corps cylindrique creux de l'axe d'articulation 40, et un écrou d'entrainement 54a,55a ou tête sur une seconde face de la rondelle. Lorsque la liaison de sécurité 22c, 23c est assemblée et serrée, la tête de la vis 52 repose sur l'écrou d'entrainement 54a de la première rondelle 54, la tige 51 de la vis traverse les deux écrous d'entrainement 54a,55a, et l'écrou de blocage 56 repose sur l'écrou d'entrainement 55b de la seconde rondelle 55. L'écrou d'entrainement 54a,55a est, par exemple, de forme hexagonale et présente une largeur plus grande que celle de la tête de la vis 52 de sorte à être facilement atteignable par un opérateur. [0026] - le corps cylindrique creux de l'axe d'articulation 40 présente deux face planes et chacune desdites faces comprend au moins une contre-forme 40a,40b qui est complémentaire au détrompeur 54b,55b de la rondelle 54,55. [0027] Ainsi, lorsque la première face de la première rondelle 54, respectivement de la seconde rondelle 55, est mis en contact avec la première face, respectivement la seconde face, du corps cylindrique creux de l'axe d'articulation 40, la contre-forme 40a reçoit le détrompeur 54b de la première rondelle 54 et la contre-forme 40b reçoit le détrompeur 55b de la seconde rondelle 55. [0028] Lors du serrage de la vis 50 sur l'écrou de serrage 56, l'opérateur veillera à bien po- sitionner la rondelle 54,55 par rapport à l'axe d'articulation 40, c'est à dire que le/les détrompeurs 54b,55b s'insèrent dans leurs contre-formes complémentaires 40a,40b. Les détrompeurs et contre-formes ont une profondeur telle que si la rondelle 54,55 n'est pas bien positionnée par rapport à l'axe d'articulation 40, l'opérateur ne pourra pas serrer l'écrou de blocage 56 sur l'extrémité libre de la tige 51 [0029] Optionnellement, un témoin visuel 50a, tel une marque de couleur arrangée sur la 6 tige 51 de la vis, est prévu pour indiquer à un opérateur, lors du vissage de la vis 50 sur l'écrou de serrage 56, le couple minimal de serrage à appliquer à la vis 50 pour que le au moins un détrompeur 54b,55b s'insère dans une contre-forme 54b,55b sur une profondeur minimale de sorte que l'axe d'articulation 40 et la rondelle 54,55 soient solidaires en rotation autour de l'axe longitudinal L à partir du moment où le témoin visuel 50a n'est plus visible par l'opérateur. [0030] Dans un cas d'un fonctionnement nominal (cas de la figure 3) de l'attache moteur 12, la liaison de sécurité 22e-23e n'est pas opérationnelle : il n'y a aucun contact entre le palier à rotule 45 et l'axe d'articulation 40 de la liaison de sécurité puisque le poids du moteur 7 est intégralement repris par le point de liaison principale 22a,23a de la ferrure 22,23. [0031] En revanche (cas de la figure 4), en cas de rupture d'une liaison principale 22a, 23a d'une des ferrures trois points 22, 23, la liaison de sécurité 22c,23c de la ferrure est opérationnelle/engagée puisque les charges du moteur 7 ne sont plus reprises par la liaison principale 22a,23a de la ferrure trois points 22,23 qui va alors se déplacer sous l'effet des charges du moteur 7 causant un effacement du jeu 46 entre le palier à rotule 45 et l'axe d'articulation 40 qui ne pourra alors plus tourner autour de l'axe longitudinal L. [0032] Un opérateur souhaitant vérifier l'intégrité de l'attache moteur arrière 12, utilisera un outil commun, de type clé plate ou à douille du commerce pour appliquer un moment de rotation, selon l'axe longitudinal L, à l'écrou d'entrainement 54a,55a d'une rondelle 54,55. Dans le cas où la rondelle 54,55 est libre de tourner (présence d'un jeu 46 figure 3), l'opérateur en déduit que l'attache moteur arrière 12 est intègre. Au contraire, si la rondelle 54,55 ne tourne pas (effacement du jeu - figure 4), l'opérateur en déduit que l'attache moteur arrière 12 doit être démontée pour vérification. [0033] L'invention permet à un opérateur de vérifier rapidement la présence ou l'absence de jeu 46 entre le palier à rotule 45 et l'axe d'articulation 40 d'une liaison de sécurité 22c,23c et ainsi de vérifier si les liaisons principales 22,23 de l'attache moteur arrière 12 sont intègres sans avoir besoin de démonter des éléments de l'attache moteur arrière 2 pour procéder à la vérification. [0034] On notera que selon l'exemple représenté aux figures 5 à 7, la rondelle 54,55 comprend un unique détrompeur 55b55b qui prend la forme d'un allongement avec une section de forme oblong centrée autour de l'orifice de passage de la vis 50 au travers de la rondelle 54,55. La contre-forme complémentaire 40a,40b est dimensionnée de sorte à recevoir le détrompeur avec un jeu minimal. D'autres forme de détrompeurs 54b,55b ou contre-formes 40a,40b sont possibles et à la discrétion de l'homme du métier. Dans d'autres exemples non illustrés de l'invention, une rondelle 54,55 comprend plusieurs détrompeurs 54b,55b tels que des plots ou des volets qui 7 sont repartis autour de l'orifice par lequel la vis 50 traverse la rondelle 54, 55. La face de l'axe d'articulation 40 comprend autant de contre-formes que de détrompeurs pour recevoir ces derniers. [0035] On notera que dans les figures 3 à 5, chacune des deux rondelles 54,55 comprend un écrou d'entrainement 54a,55a et un détrompcur 5411,551) reçu dans une contre-forme 40a,401) de l'axe d'articulation 40. Dans d'autre modes de réalisation de l'invention non représentés, la liaison de sécurité 22c,23c pourrait comprendre, uniquement sur un côté, une seule rondelle avec un écrou d'entrainement et un détrompeur reçu dans une contre-forme de l'axe d'articulation 40. [0036] L'invention a été décrite pour un mode de réalisation où le détrompeur est arrangé sur la rondelle et la contre-forme complémentaire est arrangée sur la face plane l'axe d'articulation. Dans un autre mode de réalisation non illustré, la contre-forme est arrangée sur la rondelle 54,55 et le détrompeur complémentaire à la contre-forme est arrangé sur la face plane de l'axe d'articulation 40.. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]