Brevet FR3156756A1 — publié le 20250620

ENSEMBLE PROPULSIF POUR AÉRONEF COMPORTANT UN MOTEUR, UN MAT ET DES MOYENS D’ACCROCHAGE DU MOTEUR AU MÂT L’invention concerne un ensemble propulsif pour aéronef et comportant un carter (112) de moteur, un mât d'accrochage (104), une première attache moteur avant (152) avec un pion (164) et une palette (166) emmanchée sur le pion (164) et fixée de manière articulée de part et d’autre d’un plan médian (P) au carter (112) et une deuxième attache moteur avant (156) avec une bielle centrale dans le plan médian (P) fixée de manière articulée à une paroi inférieure (106a) du mât d’accrochage (104) et à une ferrure (206) du carter (112), où la bielle centrale est globalement parallèle à un axe longitudinal (X). Avec un tel arrangement, le carter est rapproché du mât d'accrochage pour un gain en hauteur. Fig. 2 ENSEMBLE PROPULSIF POUR AÉRONEF COMPORTANT UN MOTEUR, UN MÂT ET DES MOYENS D’ACCROCHAGE DU MOTEUR AU MÂT La présente invention se rapporte au domaine général de l'accrochage d’un moteur sous l'aile d’un aéronef. Elle concerne en particulier un ensemble propulsif comprenant un moteur, par exemple de type turboréacteur à double flux, un mât ainsi qu'un ensemble d'accrochage destiné à l'accrochage du moteur sous le mât. Elle concerne également un aéronef équipé d'un tel ensemble propulsif. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un aéronef comporte classiquement des ailes et au moins un ensemble propulsif fixé sous chacune de ces ailes. Chaque ensemble propulsif comprend un mât d’accrochage et un moteur. Le mât d’accrochage présente une structure rigide appelée « structure primaire » qui est fixée entre l’aile et le moteur par l’intermédiaire d’ensembles d'accrochage, à savoir un premier ensemble d'accrochage entre l’aile et le mât d’accrochage et un deuxième ensemble d'accrochage entre le mât et le moteur. Le deuxième ensemble d’accrochage comprend une attache moteur avant et une attache moteur arrière. La demande de brevet FR3113484 décrit un ensemble moteur présentant un encombrement réduit verticalement car l’attache moteur avant est intégrée au mât d’accrochage. Un tel ensemble moteur permettant de rapprocher le moteur de l’aile s’applique en particulier à des soufflantes de grandes dimensions, pour lesquelles il est nécessaire de minimiser la hauteur de l’attache moteur avant pour éloigner la soufflante du sol. Bien qu’un tel ensemble moteur soit efficace, il existe un besoin de trouver une solution d’ensemble propulsif qui permet de minimiser encore plus la hauteur de l’attache moteur. Un objet de la présente invention est de proposer un ensemble propulsif comprenant un moteur, un mât et un dispositif d'accrochage destiné à l'accrochage du moteur sous le mât, et qui permet une diminution de la distance verticale entre l’aile et le moteur. À cet effet, est proposé un ensemble propulsif d'un aéronef, ledit ensemble propulsif présentant un axe longitudinal et présentant un plan médian vertical passant par l’axe longitudinal et comportant : - un moteur comportant un carter, - un mât d'accrochage présentant une structure primaire avec une paroi frontale et une paroi inférieure, - une première attache moteur avant comportant un pion et une palette, où le pion est cylindrique avec une première extrémité solidaire de la paroi frontale de la structure primaire du mât d'accrochage et une deuxième extrémité qui se projette vers l’avant, où l’axe du pion est parallèle à l’axe longitudinal et dans le plan médian, où la palette présente un alésage traversant la palette, dont l’axe est parallèle à l’axe du pion, où l’alésage de la palette est emmanché sur le pion, où la palette est fixée de manière articulée de part et d’autre du plan médian au carter par l’intermédiaire d’un point de liaison à une ferrure avant solidaire du carter, et - une deuxième attache moteur avant comportant une bielle centrale disposée dans le plan médian, où une première extrémité de la bielle centrale est fixée de manière articulée à une première ferrure solidaire de la paroi inférieure de la structure primaire, et où une deuxième extrémité de la bielle centrale est fixée de manière articulée à une deuxième ferrure solidaire du carter, où la bielle centrale est globalement parallèle à l’axe longitudinal. Avec un tel arrangement, le carter est rapproché du mât d'accrochage pour un gain en hauteur. Avantageusement, pour chaque point de liaison, l’ensemble propulsif comporte un point de fixation complémentaire entre la palette et la ferrure avant, où chaque point de fixation complémentaire est un point de sécurité en attente. Avantageusement, la première extrémité de la bielle centrale est à l’arrière par rapport à la deuxième extrémité de la bielle centrale. Avantageusement, chaque point de liaison assure une liaison rotule dont un axe de rotation principal est parallèle à l’axe longitudinal, et où les rotations selon les deux autres axes sont d’amplitudes réduites. Avantageusement, l’articulation de la première extrémité de la bielle centrale à la première ferrure et l’articulation de la deuxième extrémité de la bielle centrale à la deuxième ferrure, prennent la forme de liaisons pivot dont les axes sont perpendiculaires au plan médian. Avantageusement, la deuxième attache moteur avant comporte deux bielles latérales disposées de part et d’autre du plan médian, une première extrémité de chaque bielle latérale est fixée de manière articulée à la première ferrure et une deuxième extrémité de chaque bielle latérale est fixée de manière articulée à la deuxième ferrure. Avantageusement, la palette est constituée de deux sous-palettes accolées l’une à l’autre. Avantageusement, la structure primaire est constituée de deux parties accolées l’une à l’autre le long du plan médian, le pion est constitué de deux demi-pions, où chacun prend la forme d’un demi-cylindre, et chaque demi-pion présente une première extrémité solidaire d’une partie de la structure primaire et une deuxième extrémité qui se projette vers l’avant. L'invention propose également un aéronef comportant une aile et un ensemble propulsif selon l'une des variantes précédentes dont la structure primaire est fixée sous l’aile. 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 : FIG. 1 représente une vue de côté d'un aéronef selon l’invention, FIG. 2 est une vue en perspective d’un ensemble propulsif selon l’invention, FIG. 3 est une vue en perspective de l’ensemble propulsif de la FIG. 2 , et FIG. 4 est une vue de dessous de l’ensemble propulsif selon l’invention dans laquelle le moteur n’est pas représenté. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION En référence avec la FIG. 1 , un aéronef 50 comprend un fuselage 51 auquel est fixée, de chaque côté, une aile 52 sous laquelle est monté au moins un ensemble propulsif 100 selon l’invention. L’ensemble propulsif 100 comprend un mât d'accrochage 104 fixé sous l'aile 52 et un moteur 102 fixé au mât d’accrochage 104 au moyen d’un ensemble d'accrochage 180. Par convention, on appelle X, l’axe longitudinal du moteur 102 et donc de l’ensemble propulsif 100, cet axe longitudinal X étant parallèle à une direction longitudinale de ce moteur 102. D'autre part, on appelle Y, l’axe transversal du moteur 102 qui est horizontal lorsque l’aéronef est au sol, et Z, l’axe vertical ou hauteur verticale lorsque l'aéronef est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles. D'autre part, les termes " avant " et " arrière " sont à considérer par rapport à une direction d'avancement de l'aéronef 50 lors du fonctionnement du moteur 102, cette direction étant représentée schématiquement par la flèche 107 sur les figures. Le mât d'accrochage 104 est, dans les Figs. 2 et 3, représenté par sa structure primaire 106 s'étendant selon la direction longitudinale X entre une extrémité avant et une extrémité arrière entre lesquelles se trouve une zone médiane. La structure primaire 106 est fixée sous l’aile 52. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, la structure primaire 106 prend la forme d’une poutre qui comporte une paroi inférieure 106a, une paroi supérieure 106b, deux parois latérales 106c-d et une paroi frontale 106e orientée vers l’avant. Le moteur 102 comporte un carter 112 de forme cylindrique autour de l’axe longitudinal X et qui entoure les éléments du cœur du moteur. Le mât d'accrochage 104 est globalement symétrique par rapport à un plan médian vertical XZ du moteur 102 qui passe par l'axe longitudinal X, qui est appelé par la suite plan médian P et qui sépare le mât d’accrochage 104 en deux parties bâbord-tribord. L’ensemble d'accrochage 180 peut comprendre, à l’arrière du mât d’accrochage 104, une attache moteur arrière ainsi qu’un dispositif de reprise d’efforts de poussée du moteur. L’attache moteur arrière n’est pas représentée sur les figures, elle peut être de tout type connu de l’homme du métier et ne sera pas décrit plus avant. Selon l’invention, et en référence avec les Figs. 2 et 3, l’ensemble d’accrochage 180 comprend à l’avant du mât d’accrochage 104, un ensemble d’attache moteur avant qui comprend une première attache moteur avant 152 reliant le moteur 102 à la paroi frontale 106e du mât d’accrochage 104 et une deuxième attache moteur avant 156 reliant la paroi inférieure 106a du mât d’accrochage 104 au moteur 102. La première attache moteur avant 152 est interposée directement entre la paroi frontale 106e du mât d’accrochage 104 et le carter 112 par l’intermédiaire d’une ferrure avant 153 solidaire du carter 112, et plus particulièrement d’une partie supérieure du carter 112. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté sur la FIG. 2 et la FIG. 3 , il y a une ferrure avant 153 qui s’étend de part et d’autre du plan médian P, mais cette ferrure avant 153 peut être divisée en deux sous-ferrures avant distinctes et disposées de part et d’autre du plan médian P. La première attache moteur avant 152 comporte un pion 164 également appelé « spigot » qui est cylindrique et qui présente une première extrémité solidaire de la paroi frontale 106e et une deuxième extrémité qui se projette vers l’avant. L’axe du pion 164 est dans le plan médian P et parallèle à l’axe longitudinal X. La première attache moteur avant 152 comporte également une palette 166. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, la palette 166 est constituée de deux sous-palettes 166a-b accolées l’une à l’autre, et l’une derrière l’autre le long de l’axe longitudinal X avec une palette arrière 166a et une palette avant 166b, et ceci pour des raisons de sécurité et de doublement des chemins d’efforts afin d’assurer le maintien de la liaison même en situation d’avaries et de perte d’un des éléments de la liaison. Les caractéristiques techniques qui sont décrites ici pour la palette 166 s’appliquent selon le cas à chaque sous-palette 166a-b. La palette 166, et donc ici chaque sous-palette 166a-b, comporte un alésage traversant et dont l’axe est parallèle à l’axe du pion 164 en position d’utilisation de la première attache moteur avant 152, c’est à dire lorsque la première attache moteur avant 152 est fixée au mât d’accrochage 104 et au moteur 102 et est opérationnelle pour reprendre les efforts du moteur 102. L’alésage de la palette 166 et donc chaque sous-palette 166a-b est emmanché sur le pion 164 assurant une liberté en rotation de la palette 166 sur le pion 164 autour de l’axe du pion, ainsi qu’autour de l’axe transversal Y et autour de l’axe vertical Z, la liaison entre le pion 164 et l’alésage de la palette 166 étant une liaison rotule. La palette 166 est, en outre, fixée de manière articulée à la ferrure avant 153, c'est-à-dire que la palette 166 est fixée de manière articulée de part et d’autre du plan médian P au carter 112 par l’intermédiaire de deux points de liaison 167a-b à la ferrure avant 153 répartis à bâbord et à tribord du plan médian P. Il y a ainsi un point de liaison 167a à tribord du plan médian P et un point de liaison 167b à bâbord du plan médian P. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, chaque point de liaison 167a-b de la palette 166 à la ferrure avant 153 est constitué par une chape femelle réalisée dans la ferrure avant 153, par une chape mâle réalisée par la palette 166 (ici les sous-palettes 166a-b), et par un arbre frontal de cisaillement 155 qui est parallèle à l’axe longitudinal X et qui traverse la chape femelle et s’emmanche dans la chape mâle à travers une liaison rotule. Par exemple, l’arbre frontal de cisaillement 155 est équipé d’une noix sur laquelle est montée articulée la chape mâle pour réaliser la liaison rotule, ainsi chaque point de liaison 167a-b assure une liaison rotule dont un axe de rotation principal est parallèle à l’axe longitudinal X, et où les rotations selon les deux autres axes sont d’amplitudes réduites. Le pion 164 permet une reprise des efforts en Y et Z dans un plan frontal perpendiculaire à la direction longitudinale X. Les ferrures avant 153, la palette 166 et le pion 164 définissent un chemin primaire d’efforts. La deuxième attache moteur avant 156 est interposée directement entre la zone médiane de la structure primaire 106, ici la paroi inférieure 106a, et le carter 112, et plus particulièrement une partie supérieure du carter 112. La deuxième attache moteur avant 156 comprend une première ferrure 204 solidaire de la paroi inférieure 106a de la structure primaire 106 et une deuxième ferrure 206 solidaire du carter 112. La deuxième attache moteur 156 comporte une bielle centrale 158 qui est dans le plan médian P, où une première extrémité de la bielle centrale 158 est fixée de manière articulée à la première ferrure 204, et où une deuxième extrémité de la bielle centrale 158 est fixée de manière articulée à la deuxième ferrure 206. La bielle centrale 158 est globalement parallèle à l’axe longitudinal X, c'est-à-dire que le point d’articulation de la première extrémité à la première ferrure 204 et le point d’articulation de la deuxième extrémité à la deuxième ferrure 206 sont globalement dans le même plan perpendiculaire au plan médian P. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, chaque point d’articulation de la bielle centrale 158 à la première ferrure 204 et à la deuxième ferrure 206, est une liaison pivot autour d’axes de rotation 157a et 159a perpendiculaires au plan médian P. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, chaque point d’articulation de la bielle centrale 158 est constitué par une chape femelle réalisée respectivement dans la première ferrure 204 et la deuxième ferrure 206, par une chape mâle réalisée par la bielle centrale 158, et respectivement par un arbre arrière de cisaillement 157 et un arbre avant de cisaillement 159 qui sont perpendiculaires au plan médian P, et où chacun traverse la chape femelle et s’emmanche dans la chape mâle correspondante pour former la liaison pivot autour de l’axe de rotation 157a, 159a considéré. La bielle centrale 158 permet une reprise des efforts selon l’axe longitudinal X. Ici, chaque arbre de cisaillement 157, 159 est un arbre double, c'est-à-dire avec un arbre intérieur inséré dans un arbre extérieur pour compenser une éventuelle défaillance de l’arbre extérieur. Les axes de rotation 157a et 159a sont parallèles entre eux et perpendiculaires au plan médian P et ils sont inscrits dans un plan arrière P’ qui est perpendiculaire au plan P et globalement parallèle à l’axe longitudinal X. Avec un tel arrangement, le carter 112 peut être rapproché du mât d'accrochage 104 pour un gain en hauteur. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, la première extrémité de la bielle centrale 158 est à l’arrière par rapport à la deuxième extrémité de la bielle centrale 158. Pour des raisons de sécurité, pour chaque point de liaison 167a-b, l’ensemble propulsif 100 comporte un point de fixation complémentaire 169a-b entre la palette 166 et la ferrure avant 153. Les deux points de fixation complémentaire 169a-b sont disposés de part et d’autre du plan médian P et ici à l’extérieur des points de liaison 167a-b. Chaque point de fixation complémentaire 169a-b forme entre la palette 166 et la ferrure avant, une liaison pivot autour d’un axe de rotation parallèle à l’axe longitudinal X, où la ferrure avant 153 forme la chape femelle dans laquelle est insérée la palette 166 formant la chape mâle, et où un arbre complémentaire de cisaillement 151 parallèle à l’axe longitudinal X traverse la chape femelle et s’emmanche dans la chape mâle. Chaque point de fixation complémentaire 169a-b est un point de sécurité en attente qui est activé uniquement en situation de rupture d’un des éléments de la liaison. Ceci est réalisé par exemple de manière à ce que chaque arbre complémentaire de cisaillement 151 soit monté sans jeu dans la chape femelle et avec jeu dans la chape mâle. Ainsi, en fonctionnement normal de l’ensemble d'accrochage 180, il n’y a ni contact entre l’arbre complémentaire de cisaillement 151 et la chape mâle, ni de transfert d’efforts à travers les points de fixation complémentaires 169a-b et en fonctionnement dégradé, la ferrure avant 153 et/ou la palette 166 peuvent se déplacer de manière à amener au moins un des arbres complémentaires de cisaillement 151 des points de fixation complémentaire 169a-b contre la chape mâle pour transférer des efforts. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, la deuxième attache moteur avant 156 comporte deux bielles latérales 158a-b disposées de part et d’autre du plan médian P et ici de part et d’autre de la bielle centrale 158. Pour chaque bielle latérale 158a-b, une première extrémité de ladite bielle latérale 158a-b est fixée de manière articulée à la première ferrure 204 et une deuxième extrémité de ladite bielle latérale 158a-b est fixée de manière articulée à la deuxième ferrure 206. Selon une première configuration, la fixation de la bielle latérale 158a-b à la deuxième ferrure 206 est un point de sécurité en attente. Selon une deuxième configuration, la bielle latérale 158a-b est montée dans la deuxième ferrure 206 est sans jeu. Les points d’articulation de la première extrémité de chaque bielle latérale 158a-b et de la première extrémité de la bielle centrale 158 sont confondus et assurent chacun une liaison pivot autour du même axe de rotation 157a et les points d’articulation de la deuxième extrémité de chaque bielle latérale 158a-b et de la deuxième extrémité de la bielle centrale 158 sont confondus et assurent chacun une liaison pivot autour du même axe de rotation 159a. Comme cela est mieux vu sur les Figs. 3 et 4, la première ferrure 204 est constituée de quatre parois 204a-d parallèles et solidaires de la paroi inférieure 106a. Les quatre parois 204a-d sont distantes les unes des autres et entre deux parois 204a-d successives, une bielle latérale 158a-b ou la bielle centrale 158, est insérée. La deuxième ferrure 206 présente la même structure avec quatre parois parallèles et solidaires du carter 112, où les bielles 158 et 158a-b s’intercalent entre deux parois successives. Les arbres de cisaillement 157 et 159 traversent les différentes bielles 158 et 158a-b et les parois concernées. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, la structure primaire 106 est constituée de deux parties 107a-b accolées l’une à l’autre le long du plan médian P, ce qui permet de garantir un transfert d’efforts même si une des deux parties 107a-b est défectueuse. Dans le même temps, le pion 164 est constitué de deux demi-pions 164a-b, où chacun prend la forme d’un demi-cylindre, et chaque demi-pion 164a-b présente une première extrémité solidaire d’une partie 107a-b de la structure primaire 106 et une deuxième extrémité qui se projette vers l’avant. Les deux demi-cylindres sont accolés et disposés l’un contre l’autre pour former le pion 164. La mise en place de deux demi-pions 164a-b permet de garantir un chemin d’efforts même en cas de rupture de l’un des demi-pions 164a-b. Ensemble propulsif (100) d'un aéronef (50), ledit ensemble propulsif (100) présentant un axe longitudinal (X) et présentant un plan médian (P) vertical passant par l’axe longitudinal (X) et comportant : - un moteur (102) comportant un carter (112), - un mât d'accrochage (104) présentant une structure primaire (106) avec une paroi frontale (106e) et une paroi inférieure (106a), - une première attache moteur avant (152) comportant un pion (164) et une palette (166), où le pion (164) est cylindrique avec une première extrémité solidaire de la paroi frontale (106e) de la structure primaire (106) du mât d'accrochage (104) et une deuxième extrémité qui se projette vers l’avant, où l’axe du pion (164) est parallèle à l’axe longitudinal (X) et dans le plan médian (P), où la palette (166) présente un alésage traversant la palette (166), dont l’axe est parallèle à l’axe du pion (164), où l’alésage de la palette (166) est emmanché sur le pion (164), où la palette (166) est fixée de manière articulée de part et d’autre du plan médian (P) au carter (112) par l’intermédiaire d’un point de liaison (167a-b) à une ferrure avant (153) solidaire du carter (112), et - une deuxième attache moteur avant (156) comportant une bielle centrale (158) disposée dans le plan médian (P), où une première extrémité de la bielle centrale (158) est fixée de manière articulée à une première ferrure (204) solidaire de la paroi inférieure (106a) de la structure primaire (106), et où une deuxième extrémité de la bielle centrale (158) est fixée de manière articulée à une deuxième ferrure (206) solidaire du carter (112), où la bielle centrale (158) est globalement parallèle à l’axe longitudinal (X). Ensemble propulsif (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour chaque point de liaison (167a-b), l’ensemble propulsif (100) comporte un point de fixation complémentaire (169a-b) entre la palette (166) et la ferrure avant (153), où chaque point de fixation complémentaire (169a-b) est un point de sécurité en attente. Ensemble propulsif (100) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la première extrémité de la bielle centrale (158) est à l’arrière par rapport à la deuxième extrémité de la bielle centrale (158). Ensemble propulsif (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque point de liaison (167a-b) assure une liaison rotule dont un axe de rotation principal est parallèle à l’axe longitudinal (X), et où les rotations selon les deux autres axes sont d’amplitudes réduites. Ensemble propulsif (100) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’articulation de la première extrémité de la bielle centrale (158) à la première ferrure (204) et l’articulation de la deuxième extrémité de la bielle centrale (158) à la deuxième ferrure (206), prennent la forme de liaisons pivot dont les axes (157a, 159a) sont perpendiculaires au plan médian (P). Ensemble propulsif (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième attache moteur avant (156) comporte deux bielles latérales (158a-b) disposées de part et d’autre du plan médian (P), en ce qu’une première extrémité de chaque bielle latérale (158a-b) est fixée de manière articulée à la première ferrure (204) et en ce qu’une deuxième extrémité de chaque bielle latérale (158a-b) est fixée de manière articulée à la deuxième ferrure (206). Ensemble propulsif (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la palette (166) est constituée de deux sous-palettes (166a-b) accolées l’une à l’autre. Ensemble propulsif (100) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure primaire (106) est constituée de deux parties (107a-b) accolées l’une à l’autre le long du plan médian (P), en ce que le pion (164) est constitué de deux demi-pions (164a-b), où chacun prend la forme d’un demi-cylindre, et en ce que chaque demi-pion (164a-b) présente une première extrémité solidaire d’une partie (107a-b) de la structure primaire (106) et une deuxième extrémité qui se projette vers l’avant. Aéronef (100) comportant une aile (52) et un ensemble propulsif (100) selon l'une des revendications précédentes dont la structure primaire (106) est fixée sous l’aile (52).