Brevet FR3141676A1 — publié le 20240510

ENSEMBLE POUR UN AÉRONEF COMPORTANT UNE AILE ET UN MÂT RÉACTEUR POUR COUPLER UN SYSTÈME DE PROPULSION À LADITE AILE L’invention concerne un ensemble (100a) comportant une aile (104) avec un panneau d’intrados (216) et un panneau d’extrados (214) traversé par deux alésages (282a-b), un mât réacteur (106) comportant une palette (280) avec trois alésages (280a-c) et deux pattes de fixation (270a-b) où chacune présente un sixième alésage (272a-b), deux premières manilles (252) fixées entre la palette (280) et le panneau d’extrados (214), deux deuxièmes manilles (254) fixées entre la palette (280) et le panneau d’extrados (214) et deux ferrures (274a-b) fixées sous le panneau d’intrados (216) et présentant chacune une chape femelle (276a-b) pour y loger une patte de fixation (270a-b). Fig. 2 ENSEMBLE POUR UN AÉRONEF COMPORTANT UNE AILE ET UN MÂT RÉACTEUR POUR COUPLER UN SYSTÈME DE PROPULSION À LADITE AILE La présente invention concerne un ensemble pour un aéronef qui comporte une aile et un mât réacteur pour coupler un système de propulsion à l’aile, ainsi qu’un aéronef comportant un système de propulsion et un tel ensemble pour coupler le système de propulsion à l’aile. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Habituellement, pour un aéronef, un ensemble de propulsion comporte par exemple un turboréacteur qui est fixé à une aile de l’aéronef à l’aide d’un mât réacteur. Le mât réacteur est généralement constitué d’une structure primaire formée d’un caisson constitué d’un longeron supérieur, d’un longeron inférieur et de deux panneaux latéraux reliant les deux longerons et de nervures internes réparties le long du caisson. Le turboréacteur est fixé sous le mât réacteur aux moyens d’attaches moteur qui comprennent classiquement, à l’avant, une attache moteur avant, à l’arrière, une attache moteur arrière, et entre les attaches moteur avant et arrière, un assemblage de reprise d’effort de poussée comprenant des bielles de reprise fixées entre le turboréacteur et la structure primaire du mât, pour absorber les forces de poussée générées par le turboréacteur. Le mât réacteur est en outre fixé à la structure de l’aile à l’aide de ferrures à travers lesquelles les efforts provenant du turboréacteur transitent vers la structure de l’aile. Bien que les installations actuelles donnent satisfaction, il est nécessaire de fournir une implantation où le transfert d’efforts est amélioré notamment dans le cas où le moteur est installé verticalement très près de l’aile. Un objet de la présente invention est de proposer un ensemble pour un aéronef comportant une aile et un mât réacteur pour coupler un système de propulsion à l’aile et qui comporte des moyens de fixation à l’aile qui assurent un transfert amélioré des efforts vers la structure de l’aile tout en permettant que le moteur soit installé verticalement très près de l’aile. À cet effet, est proposé un ensemble pour le montage sur un aéronef d’un système de propulsion présentant un plan médian vertical, ledit ensemble comportant : - une aile avec un longeron avant, un panneau d’extrados et un panneau d’intrados fixés respectivement en partie haute du longeron avant et en partie basse du longeron avant, où le panneau d’extrados est traversé verticalement par un quatrième alésage et un cinquième alésage, - un mât réacteur comportant une structure primaire, une palette solidaire de la structure primaire et s’étendant à l’arrière et en partie haute de la structure primaire, et deux pattes de fixation tribord et bâbord solidaires de la structure primaire et s’étendant à l’arrière et sur les côtés de la structure primaire, où la palette est traversée verticalement par un premier alésage, un deuxième alésage et un troisième alésage, où chaque patte de fixation est traversée horizontalement par un sixième alésage, - deux premières manilles disposées verticalement de part et d’autre de la palette et du panneau d’extrados, où un premier alésage de chaque première manille est aligné de manière coaxiale avec le premier alésage de la palette avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, où un deuxième alésage de chaque première manille est aligné de manière coaxiale avec le quatrième alésage du panneau d’extrados avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, - deux deuxièmes manilles disposées verticalement de part et d’autre de la palette et du panneau d’extrados, où un premier alésage de chaque deuxième manille est aligné de manière coaxiale avec le deuxième alésage de la palette avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, où un deuxième alésage de chaque deuxième manille est aligné de manière coaxiale avec le troisième alésage de la palette avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, où un troisième alésage de chaque deuxième manille est aligné de manière coaxiale avec le cinquième alésage du panneau d’extrados avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, et - une ferrure tribord et une ferrure bâbord fixées sous le panneau d’intrados et présentant respectivement une chape femelle tribord dans laquelle est insérée la patte de fixation tribord et une chape femelle bâbord dans laquelle est insérée la patte de fixation bâbord, où chaque chape femelle est traversée par un septième alésage dont l’axe est coaxial avec l’axe du sixième alésage de la patte de fixation qui y est insérée, et où un axe est enfilé dans les alésages associés ainsi alignés. Avec un tel mât réacteur, les efforts du moteur qui sont transportés par la structure primaire du mât sont transmis directement aux panneaux d’extrados et d’intrados. Avantageusement, le panneau d’extrados comporte une plaque solidaire du panneau d’extrados et les deux alésages du panneau d’extrados sont réalisés dans ladite plaque. L’invention propose également un aéronef comportant un système de propulsion et un ensemble selon l'une des variantes précédentes où le système de propulsion est fixé au mât réacteur. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : est une vue de côté d’un aéronef selon l’invention, est une vue éclatée et en perspective d’un ensemble selon un premier mode de réalisation de l’invention, et est une vue éclatée et en perspective d’un ensemble selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION La montre un aéronef 10 qui comporte un système de propulsion 102 par exemple du type turboréacteur ou turbopropulseur. Le système de propulsion 102 est lié à une aile 104 de l’aéronef 10 par l’intermédiaire d’un mât réacteur 106. L’aile 104 et le mât réacteur 106 forment un ensemble 100 selon l’invention et le système de propulsion 102 est fixé au mât réacteur 106 par tous moyens de fixation appropriés et connus de l’homme du métier tels que ceux divulgués dans le document US-A-2016/0221682. Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence à un aéronef en position normale de vol, c'est-à-dire comme il est représenté sur la et les positions « avant » et « arrière » sont prises par rapport à l’avant et l’arrière du système de propulsion 102 et par rapport à la direction d’avancement F de l’aéronef 10 lorsque le système de propulsion 102 fonctionne. Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X la direction longitudinale du système de propulsion qui est horizontale lorsque l’aéronef est au sol, on appelle Y la direction transversale qui est horizontale lorsque l’aéronef est au sol, et Z la direction verticale qui est verticale lorsque l'aéronef est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles. Le mât réacteur 106 et le système de propulsion 102 présentent un plan médian vertical XZ et le système de propulsion 102 est ici un turbopropulseur avec une hélice 102a, mais il pourrait être du type turboréacteur à double flux avec une nacelle. La montre l’ensemble 100a selon un premier mode de réalisation de l’invention et la montre l’ensemble 100b selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les éléments communs aux deux modes de réalisation portent les mêmes références. Le mât réacteur 106 comprend une structure rigide formant un caisson et également appelée structure primaire 202. La structure primaire 202 est formée d’un longeron supérieur 204, d’un longeron inférieur 206 et de deux panneaux latéraux 208 (seul le panneau babord est représenté sur les figures 1 et 2) tribord et bâbord reliant les deux longerons 204 et 206. La structure de l’aile 104 comporte un longeron avant 210, un panneau d’extrados 214 et un panneau d’intrados 216 qui sont tous les deux fixés au longeron avant 210 et s’étendent globalement dans des plans horizontaux XY. Bien sûr, pour assurer la rigidité de l’aile, sa structure comporte d’autres éléments tels que des nervures qui sont réparties entre le panneau d’extrados 214 et le panneau d’intrados 216. Le longeron avant 210 prend ici la forme d’un profilé en forme d’une marche en Z inversé sur la , avec une aile supérieure 210a et une aile inférieure 210b qui sont globalement horizontales et une partie centrale 210c globalement perpendiculaire au plan médian et s’étendant verticalement dans le plan YZ. Le panneau d’extrados 214 est fixé au-dessus de l’aile supérieure 210a du longeron 210 et le panneau d’intrados 216 est fixé au-dessous de l’aile inférieure 210b du longeron 210. La fixation du longeron avant 210 aux panneaux 214 et 216 est réalisée par tous moyens appropriés comme par exemple des soudures, des boulons, etc. Le panneau d’extrados 214 est ainsi fixé en partie haute du longeron avant 210 et le panneau d’intrados 216 est fixé en partie basse du longeron avant 210. La partie centrale 210c est au niveau du bord d’attaque de l’aile 104. La fixation du mât réacteur 106 à l’aile 104 diffère légèrement entre le premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation. Le mât réacteur 106 comporte à l’arrière, une palette 280 qui est solidaire de la structure primaire 202 et qui s’étend à l’arrière de la structure primaire 202 dans le prolongement du longeron supérieur 204. La palette 280 s’étend ainsi globalement horizontalement parallèlement au plan XY. La palette 280 est traversée par trois alésages 280a-c et l’axe de chaque alésage 280a-c de la palette 280 est globalement vertical. Il y a ainsi un premier alésage 280a, ici tribord, un deuxième alésage 280b, ici bâbord, et un troisième alésage 280c, ici central. Le troisième alésage 280c est globalement dans le plan médian et le premier alésage 280a et le deuxième alésage 280b sont de part et d’autre du plan médian. La palette 280 s’étend ainsi en partie haute de la structure primaire 202 vers le longeron avant 210 de la voilure 104 et en vis-à-vis du panneau extrados 214. Dans le premier mode de réalisation de l’invention, le panneau d’extrados 214 est traversé par deux alésages 282a-b et l’axe de chaque alésage 282a-b du panneau d’extrados 214 est parallèle aux axes des alésages 280a-c de la palette 280 et est donc globalement vertical. Il y a un quatrième alésage 282a, ici tribord, et un cinquième alésage 282b, ici bâbord. Dans le deuxième mode de réalisation de l’invention, le panneau d’extrados 214 comporte une plaque 302 qui est solidaire du panneau d’extrados 214, qui s’étend vers l’avant et qui est traversé par les deux alésages 282a-b du panneau d’extrados 214. La plaque 302 s'étend ainsi vers l’avant depuis l’extrémité avant du panneau d’extrados 214 dans la zone du bord d’attaque de l’aile 104. Les alésages 282a-b du panneau d’extrados 214 sont de part et d’autre du plan médian et sont alignés respectivement avec le premier alésage 280a et le deuxième alésage 280b parallèlement à la direction longitudinale X. L’ensemble 100a-b comporte un premier jeu de manilles 252, ici tribord, et un deuxième jeu de manilles 254, ici bâbord, et chaque jeu de manilles 252, 254 est constitué de deux manilles identiques superposées verticalement. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, les manilles 252 du premier jeu sont à deux points de fixation et les manilles 254 du deuxième jeu sont à trois points de fixation, mais dans un autre mode de réalisation non représenté, les manilles 252 à deux points et les manilles 254 à trois points peuvent être inversées de tribord à bâbord et inversement. L’un des jeux de manilles 252, 254, ici le premier jeu de manilles 252, est constitué de deux premières manilles 252, chacune comportant deux alésages. Les deux premières manilles 252 sont disposées verticalement de part et d’autre de la palette 280 où un premier alésage de chaque première manille 252 est aligné de manière coaxiale avec le premier alésage 280a de la palette 280. Un axe est enfilé dans le premier alésage de chaque première manille 252 et le premier alésage 280a de la palette 280 pour former un point de liaison sous la forme d’une liaison pivot autour d’un axe globalement vertical. Les deux premières manilles 252 sont disposées verticalement de part et d’autre du panneau d’extrados 214 où un deuxième alésage de chaque première manille 252 est aligné de manière coaxiale avec le quatrième alésage 282a du panneau d’extrados 214. Un axe est enfilé dans le deuxième alésage de chaque première manille 252 et le quatrième alésage 282a du panneau d’extrados 214 pour former un point de liaison sous la forme d’une liaison pivot autour d’un axe globalement vertical. L’autre des jeux de manilles 252, 254, ici le deuxième jeu de manilles 254, est constitué de deux deuxièmes manilles 254 chacune comportant trois alésages. Les deux deuxièmes manilles 254 sont disposées verticalement de part et d’autre de la palette 280 où un premier alésage de chaque deuxième manille 254 est aligné de manière coaxiale avec le deuxième alésage 280b de la palette 280 et où un deuxième alésage de chaque deuxième manille 254 est aligné de manière coaxiale avec le troisième alésage 280c de la palette 280. Un axe est enfilé dans le premier alésage de chaque deuxième manille 254 et le deuxième alésage 280b de la palette 280 pour former un point de liaison sous la forme d’une liaison pivot autour d’un axe globalement vertical. Un axe est enfilé dans le deuxième alésage de chaque deuxième manille 254 et le troisième alésage 280c de la palette 280 pour former un point de liaison sous la forme d’une liaison pivot autour d’un axe globalement vertical. Les deux deuxièmes manilles 254 sont disposées verticalement de part et d’autre du panneau d’extrados 214 où un troisième alésage de chaque deuxième manille 254 est aligné de manière coaxiale avec le cinquième alésage 282b du panneau d’extrados 214. Un axe est enfilé dans le troisième alésage de chaque deuxième manille 254 et le cinquième alésage 282b du panneau d’extrados 214 pour former un point de liaison sous la forme d’une liaison pivot autour d’un axe globalement vertical. Le mât réacteur 106 comporte à l’arrière de la structure primaire 202, deux pattes de fixation tribord 270a et bâbord 270b qui sont solidaires de la structure primaire 202 et qui s’étendent à l’arrière de la structure primaire 202 dans le prolongement respectivement du panneau latéral tribord et du panneau latéral bâbord 208. Les pattes de fixation 270a-b s’étendent ainsi sur les côtés tribord et bâbord de la structure primaire 202 vers le longeron avant 210. Chaque patte de fixation 270a-b s’étend ainsi globalement dans un plan vertical parallèle au plan XZ et elles sont de part et d’autre du plan médian. Chaque patte de fixation 270a-b est traversée par un sixième alésage 272a-b, respectivement tribord et bâbord et l’axe de chaque sixième alésage 272a-b est globalement horizontal. Il y a ainsi un sixième alésage tribord 272a et un sixième alésage bâbord 272 qui sont coaxiaux. L’ensemble 100a-b comporte également deux ferrures 274a-b, à savoir une ferrure tribord 274a et une ferrure bâbord 274b qui sont disposées de part et d’autre du plan médian et chacune est fixée sous le panneau d’intrados 216 par tous moyens appropriés comme des soudures, des boulons, etc. Chaque ferrure 274a-b présente une chape femelle 276a-b, à savoir une chape femelle tribord 276a dans laquelle est insérée la patte de fixation tribord 270a et une chape femelle bâbord 276b dans laquelle est insérée la patte de fixation bâbord 270b. Chaque chape femelle 276a-b est traversée par un septième alésage 278a-b dont l’axe est coaxial avec l’axe du sixième alésage 272a-b de la patte de fixation 270a-b qui y est insérée, c'est-à-dire globalement horizontal. La liaison entre une ferrure 274a-b et la patte de fixation 270a-b associée est assurée par la mise en place d’un axe qui s’enfile dans les alésages associés c'est-à-dire de la chape femelle 276a-b et de la patte de fixation 270a-b. et prend la forme d’une liaison pivot autour d’un axe globalement horizontal. Les efforts provenant du système de propulsion 102 transitent ainsi à travers le mât réacteur 106 puis directement dans les panneaux d’extrados 214 et d’intrados 216. En outre, la partie arrière du mât réacteur 106 est ainsi en regard du longeron avant 210 dont toute la hauteur est utilisée afin de réduire les efforts induits par la reprise des moments, en particulier MY et MZ. Les efforts longitudinaux (Tx) sont distribués à travers : - les deux manilles tribord 252, - les deux manilles bâbord 254 à travers le deuxième alésage 280b de la palette 280 et le cinquième alésage 282b du panneau d’extrados 214, et - les liaisons entre les chapes femelles 276a-b et les pattes de fixation 270a-b. Les efforts transversaux (Ty) sont transmis à travers les deux manilles bâbord 254. Les efforts verticaux (Tz) sont transmis à travers les liaisons entre les chapes femelles 276a-b et les pattes de fixation 270a-b. Le moment de torsion Mx autour de la direction longitudinale X est compensé au niveau des liaisons entre les chapes femelles 276a-b et les pattes de fixation 270a-b. Le moment de flexion My autour de la direction transversale Y et le moment de flexion Mz autour de la direction verticale Z sont compensés au niveau des liaisons entre les chapes femelles 276a-b et les pattes de fixation 270a-b et au niveau des jeux de manilles 252 et 254 disposés de part et d’autre du plan médian vertical, à tribord et bâbord. Ensemble (100, 100a-b) pour le montage sur un aéronef (10) d’un système de propulsion (102) présentant un plan médian vertical (XZ), ledit ensemble (100, 100a-b) comportant : - une aile (104) avec un longeron avant (210), un panneau d’extrados (214) et un panneau d’intrados (216) fixés respectivement en partie haute du longeron avant (210) et en partie basse du longeron avant (210), où le panneau d’extrados (214) est traversé verticalement par un quatrième alésage (282a) et un cinquième alésage (282b), - un mât réacteur (106) comportant une structure primaire (202), une palette (280) solidaire de la structure primaire (202) et s’étendant à l’arrière et en partie haute de la structure primaire (202), et deux pattes de fixation tribord (270a) et bâbord (270b) solidaires de la structure primaire (202) et s’étendant à l’arrière et sur les côtés de la structure primaire (202), où la palette (280) est traversée verticalement par un premier alésage (280a), un deuxième alésage (280b) et un troisième alésage (280c), où chaque patte de fixation (270a-b) est traversée horizontalement par un sixième alésage (272a-b), - deux premières manilles (252) disposées verticalement de part et d’autre de la palette (280) et du panneau d’extrados (214), où un premier alésage de chaque première manille (252) est aligné de manière coaxiale avec le premier alésage (280a) de la palette (280) avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, où un deuxième alésage de chaque première manille (252) est aligné de manière coaxiale avec le quatrième alésage (282a) du panneau d’extrados (214) avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, - deux deuxièmes manilles (254) disposées verticalement de part et d’autre de la palette (280) et du panneau d’extrados (214), où un premier alésage de chaque deuxième manille (254) est aligné de manière coaxiale avec le deuxième alésage (280b) de la palette (280) avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, où un deuxième alésage de chaque deuxième manille (254) est aligné de manière coaxiale avec le troisième alésage (280c) de la palette (280) avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, où un troisième alésage de chaque deuxième manille (254) est aligné de manière coaxiale avec le cinquième alésage (282b) du panneau d’extrados (214) avec un axe enfilé dans les alésages ainsi alignés, et - une ferrure tribord (274a) et une ferrure bâbord (274b) fixées sous le panneau d’intrados (216) et présentant respectivement une chape femelle tribord (276a) dans laquelle est insérée la patte de fixation tribord (270a) et une chape femelle bâbord (276b) dans laquelle est insérée la patte de fixation bâbord (270b), où chaque chape femelle (276a-b) est traversée par un septième alésage (278a-b) dont l’axe est coaxial avec l’axe du sixième alésage (272a-b) de la patte de fixation (270a-b) qui y est insérée, et où un axe est enfilé dans les alésages associés ainsi alignés. Ensemble (100b) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau d’extrados (214) comporte une plaque (302) solidaire du panneau d’extrados (214) et en ce que les deux alésages (282a-b) du panneau d’extrados (214) sont réalisés dans ladite plaque (302). Aéronef (10) comportant un système de propulsion (102) et un ensemble (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, où le système de propulsion (102) est fixé au mât réacteur (106).