Brevet FR3102151A1 — publié le 20210423

Aéronef comprenant une attache voilure arrière présentant au moins deux bielles latérales et un pion de cisaillement L'invention a pour objet un aéronef comprenant une attache voilure arrière (56), reliant une structure primaire (54) d’un mât d’aéronef et sa voilure (52), comportant : au moins une bielle droite (72) reliée à la voilure (52) par un premier élément de liaison droit (74.1) ainsi qu’à la structure primaire (54) par un deuxième élément de liaison droit (74.2) et configurée pour assurer la reprise des efforts orientés parallèlement à la direction verticale uniquement, au moins une bielle gauche (76) reliée à la voilure (52) par un premier élément de liaison gauche (78.1) ainsi qu’à la structure primaire (54) par un deuxième élément de liaison gauche (78.2) et configurée pour assurer la reprise des efforts orientés parallèlement à la direction verticale uniquement, un pion de cisaillement (80) solidaire de la structure primaire (54) se logeant en fonctionnement dans un logement (82) solidaire de la voilure (52), le pion de cisaillement (80) et le logement (82) étant configurés pour assurer une reprise des efforts orientés dans un plan approximativement perpendiculaire à la direction verticale. Figure 5 Aéronef comprenant une attache voilure arrière présentant au moins deux bielles latérales et un pion de cisaillement La présente demande se rapporte à un aéronef comprenant une attache voilure arrière présentant au moins deux bielles latérales et un pion de cisaillement. Selon un mode de réalisation visible sur les figures 1 et 2, un aéronef 10 comprend plusieurs ensembles propulseurs 12 positionnés sous la voilure 14 de l’aéronef. Chaque ensemble propulseur 12 comprend un moteur 16, une nacelle (non représentée sur la figure 2) positionnée autour du moteur 16 ainsi qu’un mât 18 reliant le moteur 16 et la voilure 14. Le mât 18 comprend une structure primaire 20 qui est reliée au moteur 16 par une attache moteur 22 et à la voilure 14 par une attache voilure 24. Pour la présente invention, une direction longitudinale (notée X sur la figure 3) est sensiblement parallèle à l’axe de rotation A16 du moteur. Un plan longitudinal est un plan vertical parallèle à la direction longitudinale. Un plan transversal est un plan perpendiculaire à l’axe de rotation A16 du moteur. Une direction transversale horizontale (notée Y sur la figure 3) est une direction horizontale et perpendiculaire à l’axe de rotation A16 du moteur. Une direction verticale est notée Z sur la figure 3. Les termes avant et arrière font référence au sens d’écoulement du flux d’air dans le moteur 16 qui s’écoule de l’avant vers l’arrière. L’attache moteur 22 comprend une attache moteur avant 26, une attache moteur arrière 28 et un couple de bielles de poussée 30 assurant la reprise des efforts de poussée. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 3, l’attache voilure 24 comprend des première et deuxième attaches voilures avant 32.1, 32.2, une attache voilure intermédiaire 34 et une attache voilure arrière 36. Comme illustré sur la figure 3, les première et deuxième attaches voilures avant 32.1, 32.2 sont configurées pour assurer une reprise des efforts orientés approximativement selon la direction verticale Z, l’attache voilure intermédiaire 34 est configurée pour assurer la reprise des efforts orientés dans un plan longitudinal contenant les directions X et Y et l’attache voilure arrière 36 est configurée pour assurer la reprise des efforts orientés dans un plan transversal contenant les directions Y et Z. L’invention se rapporte plus particulièrement à l’attache voilure arrière 36. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 3, l’attache voilure arrière 36 comprend deux bielles transversales 38, 38’ parallèles, faiblement espacées et positionnés dans des plans approximativement transversaux. Chaque bielle transversale 38, 38’ a une forme triangulaire et présente des premier et deuxième sommets 38.1, 38.2 reliés par un côté 40 orienté vers la structure primaire 20 ainsi qu’un troisième sommet 38.3 orienté vers la voilure 14. La structure primaire 20 présente des longerons supérieur et inférieur 42.1, 42.2, des cadres latéraux droit et gauche 44.1, 44.2 ainsi qu’une paroi arrière 46, positionnée dans un plan approximativement transversal, qui présente des première et deuxième oreilles 48.1, 48.2 en saillie par rapport au longeron supérieur 42.1, configurées pour être positionnées entre les deux bielles transversales 38, 38’. La voilure 14 comprend également une troisième oreille 48.3 configurée pour être positionnée dans un même plan que les première et deuxième oreilles 48.1, 48.2, entre les deux bielles transversales 38, 38’. L’attache voilure arrière 36 comprend également des premier et deuxième éléments de liaison 50.1, 50.2 reliant les première et deuxième oreilles 48.1, 48.2 de la structure primaire 20 et les premier et deuxième sommets 38.1, 38.2 des deux bielles transversales 38, 38’ ainsi qu’un troisième élément de liaison 50.3 reliant la troisième oreille 48.3 de la voilure 14 et le troisième sommet 38.3 des deux bielles transversales 38, 38’. Les premier, deuxième et troisième éléments de liaison 50.1 à 50.3 présentent des axes de pivotement parallèles entre eux et orientés approximativement parallèlement à la direction longitudinale X. Ce mode de réalisation conduit à un encombrement relativement important selon la direction verticale et à écarter la structure primaire 20 de la voilure 14. Or, dans certains cas, par exemple pour les moteurs à haut taux de dilution de type UHBR (pour Ultra High By Pass Ratio en anglais), il est impératif de rapprocher la structure primaire 20 au plus près de la voilure 14. La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur. A cet effet, l’invention a pour objet un aéronef comprenant au moins une voilure, au moins une structure primaire d’un mât ainsi qu’une attache voilure arrière reliant la structure primaire et la voilure, la structure primaire présentant des longerons supérieur et inférieur ainsi que des panneaux latéraux droit et gauche, caractérisé en ce que l’attache voilure arrière comprend : au moins une bielle droite, présentant une première extrémité reliée à la voilure par un premier élément de liaison droit et une deuxième extrémité reliée à la structure primaire par un deuxième élément de liaison droit, les premier et deuxième éléments de liaison droit présentant des axes de pivotement parallèles entre eux et approximativement perpendiculaires au panneau latéral droit, au moins une bielle gauche, présentant une première extrémité reliée à la voilure par un premier élément de liaison gauche et une deuxième extrémité reliée à la structure primaire par un deuxième élément de liaison gauche, les premier et deuxième éléments de liaison gauche présentant des axes de pivotement parallèles entre eux et approximativement perpendiculaires au panneau latéral gauche, un pion de cisaillement solidaire d’un premier élément parmi la voilure et la structure primaire se logeant en fonctionnement dans un logement solidaire d’un deuxième élément, différent du premier élément, parmi la voilure et la structure primaire, le pion de cisaillement et le logement étant configurés pour assurer une reprise des efforts orientés dans un plan approximativement perpendiculaire à la direction verticale. Cette conception permet d’obtenir une distance réduite entre la voilure et la structure primaire au niveau de l’attache voilure arrière. Selon une autre caractéristique, les panneaux latéraux droit et gauche comprennent respectivement des prolongements droit et gauche en saillie vers l’arrière par rapport au longeron supérieur, le prolongement droit présentant un trou de passage droit configuré pour loger le deuxième élément de liaison droit, le prolongement gauche présentant un trou de passage gauche configuré pour loger le deuxième élément de liaison gauche. Selon une autre caractéristique, l’attache de voilure arrière comprend une ferrure voilure, fixée à la voilure, présentant des ailes droite et gauche, respectivement parallèles aux panneaux latéraux droit et gauche, l’aile droite présentant un trou de passage configuré pour loger le premier élément de liaison droit, l’aile gauche présentant un trou de passage configuré pour loger le premier élément de liaison gauche. Selon une autre caractéristique, l’attache voilure arrière comprend deux bielles droites, disposées de part et d’autre de l’aile droite de la ferrure voilure et du prolongement droit du panneau latéral droit, ainsi que deux bielles gauches disposées de part et d’autre de l’aile gauche de la ferrure voilure et du prolongement gauche du panneau latéral gauche. Selon une autre caractéristique, chacun des premier et deuxième éléments de liaison droit et gauche comprend une liaison rotule. Selon une autre caractéristique, chacun des premier et deuxième éléments de liaison droit et gauche comprend un corps cylindrique présentant un diamètre extérieur approximativement identique aux diamètres des trous de passage prévus dans les bielles droite et gauche, une rotule étant intercalée entre le corps cylindrique et chacun des trous de passage prévus dans les ailes droite et gauche et les prolongements droit et gauche. Selon une autre caractéristique, les panneaux latéraux droit et gauche forment un angle d’une dizaine de degrés de manière à ce que les panneaux latéraux droit et gauche soient légèrement évasés vers la voilure. Selon une autre caractéristique, les bielles droite(s) et gauche(s) ainsi que le pion de cisaillement sont positionnés de manière symétrique par rapport à un plan médian vertical de la structure primaire. Selon une autre caractéristique, le pion de cisaillement est solidaire du longeron supérieur de la structure primaire et le logement est solidaire de la voilure. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels : est une vue latérale d’un aéronef, est une vue latérale d’un ensemble propulseur, sa nacelle n’étant pas représentée, est une vue en perspective d’une structure primaire d’un mât et d’une attache voilure qui illustre un mode de réalisation de l’art antérieur, est une vue latérale d’une structure primaire d’un mât d’aéronef et d’une attache voilure arrière qui illustre un mode de réalisation de l’invention comparé à un mode de réalisation de l’art antérieur en pointillés, est une vue en perspective d’une attache voilure arrière qui illustre un mode de réalisation de l’invention, est une vue arrière d’une attache voilure arrière qui illustre un mode de réalisation de l’invention, est une vue latérale d’une attache voilure arrière qui illustre un mode de réalisation de l’invention, est une coupe d’un pion de cisaillement dans son logement qui illustre un mode de réalisation de l’invention, et est vue en perspective et en éclaté d’une attache voilure arrière qui illustre un mode de réalisation de l’invention. Selon un mode de réalisation visible sur les figures 4 à 9, un aéronef comprend au moins une voilure 52, au moins une structure primaire 54 d’un mât d’aéronef et au moins une attache voilure reliant la structure primaire 54 et la voilure 52. L’attache voilure comprend des première et deuxième attaches voilures avant 55 représentées schématiquement sur la figure 4 et une attache voilure arrière 56. L’attache voilure peut comprendre une attache voilure intermédiaire (non représentée). La voilure 52 comprend un panneau inférieur 58. Cette voilure n’est pas plus décrite car elle est connue de l’homme du métier. La structure primaire 54 comprend un longeron supérieur 60.1, un longeron inférieur 60.2, un panneau latéral droit 62.1, un panneau latéral gauche 62.2 ainsi qu’une paroi arrière 64. Selon un mode de réalisation visible notamment sur la figure 9, chaque panneau latéral droit ou gauche 62.1 ou 62.2 a une forme en C et présente une âme 66.1, 66.2, une aile supérieure 68.1, 68.2 contre laquelle est plaqué et fixé le longeron supérieur 60.1 ainsi qu’une aile inférieure 70.1, 70.2 contre laquelle est plaqué et fixé le longeron inférieur 60.2. Selon une configuration, les ailes supérieures 68.1, 68.2 des panneaux latéraux droit et gauche 62.1, 62.2 sont disjointes et les ailes inférieures 70.1, 70.2 des panneaux latéraux droit et gauche 62.1, 62.2 sont jointives. Comme illustré sur la figure 6, le panneau latéral droit 62.1, plus particulièrement son âme 66.1, est positionné dans un plan de référence droit P1 et le panneau latéral gauche 62.2, plus particulièrement son âme 66.2, est positionné dans un plan de référence gauche P2. Selon une particularité de l’invention, l’attache voilure arrière 56 comprend : au moins une première bielle latérale, dite bielle droite 72, présentant une première extrémité 72.1 reliée à la voilure 52 par un premier élément de liaison droit 74.1 et une deuxième extrémité 72.2 reliée à la structure primaire 54, plus particulièrement au panneau latéral droit 62.1, par un deuxième élément de liaison droit 74.2, les premier et deuxième éléments de liaison droit 74.1, 74.2 comprenant une liaison rotule et présentant des axes de pivotement A74.1, A74.2 parallèles entre eux et approximativement perpendiculaires au plan de référence droit P1, au moins une deuxième bielle latérale, dite bielle gauche 76, présentant une première extrémité 76.1 reliée à la voilure 52 par un premier élément de liaison gauche 78.1 et une deuxième extrémité 76.2 reliée à la structure primaire 54, plus particulièrement au panneau latéral gauche 62.2, par un deuxième élément de liaison gauche 78.2, les premier et deuxième éléments de liaison gauche 78.1, 78.2 comprenant une liaison rotule et présentant des axes de pivotement A78.1, A78.2 parallèles entre eux et approximativement perpendiculaires au plan de référence gauche P2, un pion de cisaillement 80 solidaire d’un premier élément parmi la voilure 52 et la structure primaire 54, configuré pour se loger dans un logement 82 solidaire d’un deuxième élément différent du premier élément parmi la voilure 52 et la structure primaire 54, le pion de cisaillement 80 étant orienté selon une direction approximativement verticale Z. Selon cette configuration, les premier et deuxième éléments de liaison droit et gauche 74.1, 74.2, 78.1, 78.2 comportant une liaison rotule, les bielles droite et gauche 72, 76 sont configurées pour assurer une reprise des efforts F1 approximativement verticaux et orientés parallèlement aux plans de référence droit et gauche P1, P2 uniquement. En complément, le pion de cisaillement 80 et son logement 82 assurent une reprise des efforts F2 orientés approximativement parallèlement à la direction transversale horizontale Y, positionnés plus généralement dans un plan XY approximativement perpendiculaire à la direction verticale Z. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 9, chacune des bielles droite et gauche 72, 76 se présente sous la forme d’une bande de matière avec des première et deuxième extrémités 72.1, 76.1, 72.2, 76.2 arrondies au niveau de chacune desquelles est prévu un trou de passage 84. En fonctionnement, chaque bielle droite 72 est positionnée dans un plan parallèle au plan de référence droit P1 et chaque bielle gauche 76 est positionnée dans un plan parallèle au plan de référence gauche P2. Selon un mode de réalisation, l’attache de voilure arrière 56 comprend également une ferrure voilure 86, présentant une platine 86.1 fixée par des éléments de fixation 88 au panneau inférieur 58 de la voilure 52, ainsi que des ailes droite et gauche 90.1, 90.2 reliées à la platine 86.1 et parallèles respectivement aux plans de référence droit et gauche P1, P2. L’aile droite 90.1 présente un trou de passage 92.1 configuré pour loger le premier élément de liaison droit 74.1 et l’aile gauche 90.2 présente un trou de passage 92.2 configuré pour loger le premier élément de liaison gauche 78.1. Selon un mode de réalisation, chacun des panneaux latéraux droit et gauche 62.1, 62.2 comprend un prolongement droit ou gauche 94.1, 94.2 en saillie vers l’arrière par rapport à la paroi arrière 64 ou au longeron supérieur 60.1. Le prolongement droit 94.1 présente un trou de passage droit 96.1 configuré pour loger le deuxième élément de liaison droit 74.2 et le prolongement gauche 94.2 présente un trou de passage gauche 96.2 configuré pour loger le deuxième élément de liaison gauche 78.2. Selon une configuration, chacun des premier et deuxième éléments de liaison droit et gauche 74.1, 74.2, 78.1, 78.2 comprend un corps cylindrique présentant un diamètre extérieur approximativement identique aux diamètres des trous de passage 84 des bielles droite et gauche 72, 76, une rotule étant intercalée entre le corps cylindrique et chacun des trous de passage 92.1, 92.2, 96.1, 96.2 des ailes droite et gauche 90.1, 90.2 ainsi que des prolongements droit et gauche 94.1, 94.2. Selon un mode de réalisation, l’attache voilure arrière 56 comprend deux bielles droites 72, 72’ disposées de part et d’autre de l’aile droite 90.1 de la ferrure voilure 86 et du prolongement droit 94.1 du panneau latéral droit 62.1 et deux bielles gauches 76, 76’ disposées de part et d’autre de l’aile gauche 90.2 de la ferrure voilure 86 et du prolongement gauche 94.2 du panneau latéral gauche 62.2. Selon une configuration, le plan de référence droit P1 et le plan de référence gauche P2 ne sont pas parallèles et forment un angle d’une dizaine de degrés de manière à ce que les panneaux latéraux droit et gauche 62.1, 62.2 soient légèrement évasés vers la voilure 52. Cette solution permet d’obtenir une structure primaire 54 avec une largeur réduite au niveau du longeron inférieur 60.2. Selon une configuration, le pion de cisaillement 80 est solidaire du longeron supérieur 60.1 de la structure primaire 54 et le logement 82 est solidaire du panneau inférieur 58 de la voilure 52. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 8, le pion de cisaillement 80 comprend un corps cylindrique 80.1 comportant un axe sensiblement vertical, une platine 80.2 positionnée à une première extrémité du corps cylindrique 80.1 et fixée au longeron supérieur 60.1 de la structure primaire 54 ainsi qu’une extrémité libre 80.3 arrondie ou chanfreinée. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 8, l’attache voilure arrière 56 comprend une base 96 présentant une première face 96.1 orientée vers le panneau inférieur 58 de la voilure 52 et fixée à ce dernier ou à la ferrure voilure 86 ainsi qu’une deuxième face 96.2 orientée vers la structure primaire 54. Cette base 96 comprend un orifice cylindrique assurant la fonction du logement 82, débouchant au niveau de la deuxième face 96.2, présentant un axe vertical et un diamètre sensiblement égal à celui du corps cylindrique 80.1 du pion de cisaillement 80. Les bielles droite(s) et gauche(s) 72, 76 ainsi que le pion de cisaillement 80 sont positionnés de manière symétrique par rapport à un plan médian vertical de la structure primaire 54. Comme illustré sur la figure 4, les liaisons entre les bielles droite(s) et gauche(s) 72, 76 et la structure primaire 54 sont positionnées sous le longeron supérieur 60.1. Par conséquent, lorsque le pion de cisaillement 80 est positionné dans le logement 82, le longeron supérieur 60.1 de la structure primaire 54 est très proche du panneau inférieur 58 de la voilure 52 si bien que la distance entre la voilure 52 et la structure primaire 54 est nettement réduite par rapport à celle présente entre la voilure 52 et une structure primaire 20 de l’art antérieur. Selon un autre avantage, les deuxièmes éléments de liaison droit et gauche 74.2, 78.2 n’encombrent pas l’intérieur de la structure primaire 54 dans la mesure où ils sont décalés vers l’arrière par rapport à la paroi arrière 64. Enfin, lorsque l’attache voilure arrière 56 est combinée avec une attache voilure avant 55 qui comprend au moins deux bielles latérales droite et gauche comme pour l’art antérieur, l’attache voilure comprend, de part et d’autre de la structure primaire 54, deux chemins distincts pour la reprise des efforts selon la direction Z, conférant au concept un caractère « fail safe ». Aéronef comprenant au moins une voilure (52), au moins une structure primaire (54) d’un mât ainsi qu’une attache voilure arrière (56) reliant la structure primaire (54) et la voilure (52), la structure primaire (54) présentant des longerons supérieur et inférieur (60.1, 60.2) et des panneaux latéraux droit et gauche (62.1, 62.2), caractérisé en ce que l’attache voilure arrière (56) comprend : au moins une bielle droite (72), présentant une première extrémité (72.1) reliée à la voilure (52) par un premier élément de liaison droit (74.1) et une deuxième extrémité (72.2) reliée à la structure primaire (54) par un deuxième élément de liaison droit (74.2), les premier et deuxième éléments de liaison droit (74.1, 74.2) présentant des axes de pivotement (A74.1, A74.2) parallèles entre eux et approximativement perpendiculaires au panneau latéral droit (62.1), au moins une bielle gauche (76), présentant une première extrémité (76.1) reliée à la voilure (52) par un premier élément de liaison gauche (78.1) et une deuxième extrémité (76.2) reliée à la structure primaire (54) par un deuxième élément de liaison gauche (78.2), les premier et deuxième éléments de liaison gauche (78.1, 78.2) présentant des axes de pivotement (A78.1, A78.2) parallèles entre eux et approximativement perpendiculaires au panneau latéral gauche (62.2), un pion de cisaillement (80) solidaire d’un premier élément parmi la voilure (52) et la structure primaire (54) se logeant en fonctionnement dans un logement (82) solidaire d’un deuxième élément, différent du premier élément, parmi la voilure (52) et la structure primaire (54), le pion de cisaillement (80) et le logement (82) étant configurés pour assurer une reprise des efforts orientés dans un plan approximativement perpendiculaire à la direction verticale. Aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que les panneaux latéraux droit et gauche (62.1, 62.2) comprennent respectivement des prolongements droit et gauche (94.1, 94.2) en saillie vers l’arrière par rapport au longeron supérieur (60.1), le prolongement droit (94.1) présentant un trou de passage droit (96.1) configuré pour loger le deuxième élément de liaison droit (74.2), le prolongement gauche (94.2) présentant un trou de passage gauche (96.2) configuré pour loger le deuxième élément de liaison gauche (78.2). Aéronef selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’attache de voilure arrière (56) comprend une ferrure voilure (86), fixée à la voilure (52), présentant des ailes droite et gauche (90.1, 90.2) respectivement parallèles aux panneaux latéraux droit et gauche (62.1, 62.2), l’aile droite (90.1) présentant un trou de passage (92.1) configuré pour loger le premier élément de liaison droit (74.1), l’aile gauche (90.2) présentant un trou de passage (92.2) configuré pour loger le premier élément de liaison gauche (74.2). Aéronef selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’attache voilure arrière (56) comprend deux bielles droites (72, 72’), disposées de part et d’autre de l’aile droite (90.1) de la ferrure voilure (86) et du prolongement droit (94.1) du panneau latéral droit (62.1), ainsi que deux bielles gauches (76, 76’) disposées de part et d’autre de l’aile gauche (90.2) de la ferrure voilure (86) et du prolongement gauche (94.2) du panneau latéral gauche (62.2). Aéronef selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des premier et deuxième éléments de liaison droit et gauche (74.1, 74.2, 78.1, 78.2) comprend une liaison rotule. Aéronef selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que chacun des premier et deuxième éléments de liaison droit et gauche (74.1, 74.2, 78.1, 78.2) comprend un corps cylindrique présentant un diamètre extérieur approximativement identique aux diamètres des trous de passage (84) prévus dans les bielles droite et gauche (72, 76), une rotule étant intercalée entre le corps cylindrique et chacun des trous de passage (92.1, 92.2, 96.1, 96.2) prévus dans les ailes droite et gauche (90.1, 90.2) ainsi que les prolongements droit et gauche (94.1, 94.2). Aéronef selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les panneaux latéraux droit et gauche (62.1, 62.2) forment un angle d’une dizaine de degrés de manière à ce que les panneaux latéraux droit et gauche (62.1, 62.2) soient légèrement évasés vers la voilure (52). Aéronef selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bielles droite(s) et gauche(s) (72, 76) ainsi que le pion de cisaillement (80) sont positionnés de manière symétrique par rapport à un plan médian vertical de la structure primaire (54). Aéronef selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pion de cisaillement (80) est solidaire du longeron supérieur (60.1) de la structure primaire (54) et en ce que le logement (82) est solidaire de la voilure (52).