FR2958624A1

FR2958624A1 - Mat d'accrochage pour turbomoteur d'aeronef, comprenant un volet arriere mobile en incidence

Info

Publication number: FR2958624A1
Application number: FR1052653A
Authority: FR
Inventors: Lionel Diochon; Steve Bedoin; Damien Prat
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-14
Anticipated expiration: 2030-04-08
Also published as: US20110248116A1; FR2958624B1; US8579230B2

Abstract

L'invention se rapporte à un ensemble moteur pour aéronef, comprenant un turbomoteur à hélice ainsi qu'un mât d'accrochage (14) destiné à être rapporté latéralement sur une partie arrière de la structure de l'aéronef, le mât présentant une surface extérieure (20) formant profil aérodynamique intégrant un bord de fuite (21), ce dernier étant agencé en amont de l'hélice du turbomoteur. Selon l'invention, le mât comprend un volet arrière mobile (24) définissant au moins en partie le bord de fuite (21), ainsi que des moyens de commande (34) du volet conçus pour piloter ce dernier en incidence, selon une loi dépendant de l'incidence de l'aéronef.

Description

MAT D'ACCROCHAGE POUR TURBOMOTEUR D'AERONEF, COMPRENANT UN VOLET ARRIERE MOBILE EN INCIDENCE DESCRIPTION

La présente invention se rapporte de façon générale à un ensemble moteur pour aéronef, du type 10 destiné à être implanté latéralement sur une partie arrière de la structure de l'aéronef, et intégrant un turbomoteur à une ou plusieurs hélices. Lorsqu'une telle implantation est retenue, le mât d'accrochage, qui établit la liaison entre la 15 structure arrière de l'aéronef et un turbomoteur, est réalisé de manière à présenter une surface extérieure formant un profil aérodynamique. Dans le cas où l'hélice se situe en aval de ce profil, ce dernier crée un sillage qui, en impactant l'hélice, génère du bruit. 20 L'invention a pour but de proposer un ensemble moteur pour aéronef remédiant au moins partiellement à l'inconvénient mentionné ci-dessus, relatif aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet un 25 ensemble moteur pour aéronef comprenant un turbomoteur à hélice ainsi qu'un mât d'accrochage du turbomoteur destiné à être rapporté latéralement sur une partie arrière de la structure de l'aéronef, ledit mât présentant une surface extérieure formant profil 30 aérodynamique intégrant un bord de fuite, ce dernier étant agencé en amont de l'hélice du turbomoteur.5 2 Selon l'invention, le mât d'accrochage comprend un volet arrière mobile définissant au moins en partie ledit bord de fuite, ainsi que des moyens de commande dudit volet conçus pour piloter ce dernier en incidence, selon une loi dépendant de l'incidence de l'aéronef. L'originalité de l'invention réside donc dans le fait de piloter en incidence le volet arrière mobile du mât, en fonction de l'incidence de l'aéronef, de manière à créer un sillage réduisant autant que possible, en toutes circonstances, le bruit généré par son impact sur l'hélice. La loi de pilotage, qui est préalablement déterminée par l'homme du métier, peut également être retenue de façon à ce que le flux impactant l'hélice offre un bon compromis entre le bruit généré, et/ou la poussée engendrée par cette hélice, et/ou le niveau de chargement du profil aérodynamique. Ces deux derniers critères font respectivement référence à la projection des forces hélices, et au contrôle de l'écoulement de l'air sur le profil. De préférence, ladite loi dépend également d'au moins les des paramètres parmi la vitesse de l'aéronef, et les positions des becs et des volets de la voilure principale, à savoir les deux ailes principales chacune équipée de becs en bord d'attaque et de volets en bord de fuite. De préférence, la loi dépend de chacun de ces paramètres. De préférence, ledit volet arrière mobile définit l'intégralité du bord de fuite. 3 En alternative, on peut prévoir que ledit volet arrière mobile définit une partie seulement du bord de fuite. Dans ce cas de figure, il est possible que l'autre partie du bord de fuite soit constituée par une partie fixe du mât, et/ou par un ou plusieurs autres volets arrière mobiles. A cet égard, il est préférentiellement prévu que ledit mât d'accrochage comprenne plusieurs volets arrière mobiles définissant chacun une partie dudit bord de fuite, chacun étant associé à des moyens de commande conçus pour piloter en incidence son volet associé, selon une loi dépendant de l'incidence de l'aéronef. Dans ce cas de figure, les lois de pilotage des volets sont identiques ou différentes. Elles peuvent différer notamment pour prendre en compte les particularités acoustiques rencontrées en bout de pales de l'hélice. Le turbomoteur à hélice peut être un turbopropulseur à hélice unique, ou bien à deux hélices contrarotatives, par exemple du type « Open Rotor ». En outre, l'invention se rapporte à une partie arrière d'aéronef comprenant au moins un ensemble moteur tel que décrit ci-dessus, rapporté latéralement sur le fuselage de l'aéronef. Enfin, l'invention a pour objet un aéronef comprenant une partie arrière telle que présentée ci-dessus. D'autres avantages et caractéristiques de 30 l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. 4 Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; la figure 1 représente une vue schématique de dessus d'une partie arrière d'aéronef, intégrant un ensemble moteur selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe du mât prise le long de la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue agrandie de la partie arrière du mât représenté sur la figure 2 ; et - la figure 4 représente une vue schématique de dessus d'une partie du mât d'accrochage se présentant sous la forme d'une alternative de réalisation. En référence tout d'abord à la figure 1, on voit une partie arrière 100 d'aéronef intégrant un ensemble moteur 1 se présentant sous la forme d'un mode de réalisation préféré de la présente invention.

Dans toute la description qui va suivre, par convention, on appelle X la direction longitudinale de l'aéronef, qui est parallèle à un axe longitudinal 2 de cet aéronef. D'autre part, on appelle Y la direction orientée transversalement par rapport à l'aéronef, et Z la direction verticale ou de la hauteur, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre-elles. D'autre part, les termes « avant », « amont », « arrière » et « aval » sont à considérer par rapport à une direction d'avancement de l'aéronef rencontrée suite à la poussée exercée par les moteurs, cette direction étant représentée schématiquement par la flèche 4. Globalement, la partie arrière 100 comprend un fuselage 6, dont seulement une portion de la partie 5 gauche a été représentée. La section transversale de ce fuselage est sensiblement circulaire, elliptique ou similaire, de centre passant par l'axe longitudinal 2, et délimitant un espace intérieur de l'aéronef 8. De plus, il comprend deux ensembles moteurs 1 (un seul étant représenté) disposés de part et d'autre d'un plan médian vertical P passant par l'axe 2. Dans le mode de réalisation préféré, chaque ensemble 1 comprend un turbomoteur 10 à hélices, de préférence un turbopropulseur du type « Open Rotor » présentant un doublet d'hélices contrarotatives 10a, 10b. Chacun d'eux présente un axe longitudinal 12 sensiblement parallèle à la direction X. De plus, l'ensemble moteur 1 est disposé latéralement par rapport au fuselage 6, étant à cet égard précisé qu'un angle peut être prévu entre le plan horizontal médian de l'aéronef et le plan passant par les axes longitudinaux 2, 12 du turbomoteur et de l'aéronef. Typiquement cet angle peut être compris entre 10 et 35°. Quoiqu'il en soit, l'ensemble moteur 1 est rapporté latéralement sur la structure de l'aéronef, et plus précisément sur une partie arrière de celle-ci, sur le fuselage 6 derrière la voilure principale. Pour assurer la suspension du turbopropulseur 10, il est prévu un mât d'accrochage 14, comportant une structure rigide 16 également dite structure primaire à travers laquelle sont repris les 6 efforts provenant du moteur 10, la structure rigide 16 étant habillée par des carénages aérodynamiques, et notamment un carénage avant 17 formant bord d'attaque 19.

De façon classique, le mât 14 présente des moyens de fixation interposés entre le moteur 10 et la structure rigide 16, ces moyens représentés schématiquement étant référencés 18 sur la figure 1. Par ailleurs, le mât 14 présente d'autres moyens de fixation (non représentés) interposés entre la structure rigide 16 et la structure de l'aéronef. En référence à présent à la figure 2, on peut apercevoir que le mât 14 présente une surface extérieure 20 formant un profil aérodynamique intégrant le bord d'attaque 19, ainsi qu'un bord de fuite 21 situé en arrière de la structure rigide 16. Ainsi, cette surface extérieure 20 est formée, de l'avant vers l'arrière, par le carénage avant 17, la structure rigide 16 préférentiellement carénée, et une structure aérodynamique arrière 22 se terminant par le bord de fuite 21. L'une des particularités de la présente invention réside dans la conception de la structure aérodynamique arrière 22, montrée plus en détail sur la figure 3. En effet, elle s'achève par un volet arrière mobile 24, articulé sur un support 26 disposé en amont et constituant l'autre partie de la structure aérodynamique arrière 22. Le support 26 et le volet 24 participent tous les deux à la définition de la surface aérodynamique extérieure 20 du mât d'accrochage. 7 L'axe d'articulation 28 du volet 24 est sensiblement parallèle à la direction d'envergure du mât, ce qui permet de piloter ce volet en incidence. A cet égard, sur la figure 3, le volet a été représenté en trait plein dans une position d'incidence donnée, et en pointillé dans une position d'incidence différente. Pour assurer le calage en incidence du volet 24, il est prévu des moyens d'actionnement classiques et connus de l'homme du métier, tel qu'un mécanisme à vérin 30, dont l'une des extrémités est articulée sur le support 26, et l'autre extrémité articulée sur le volet. Le retrait et le déploiement du piston 32 de ce vérin permettent alors d'engendrer un pivotement du volet 24 par rapport à son axe d'articulation 28, comme montré sur la figure 3. Le mât d'accrochage comprend également des moyens 34 de commande du volet, reliés aux moyens d'actionnement 30, et conçus pour piloter ce volet en incidence selon une loi dépendant de l'incidence de l'aéronef. En d'autres termes, il est procédé au pilotage en incidence du volet 24, en fonction de l'incidence de l'aéronef, de manière à créer un sillage réduisant autant que possible, en toutes circonstances, le bruit généré par son impact sur l'hélice. Ainsi, l'incidence du volet arrière 24 sera préférentiellement différente durant les phases de décollage, de croisière, et d'atterrissage, et pourra même être évolutive au cours de chacune de ces trois phases, toujours en fonction de l'incidence de l'aéronef, et éventuellement aussi en fonction d'autres critères 8 jugés appropriés par l'homme du métier, tel que la vitesse de l'aéronef, et les positions des surfaces hyper-sustentatrices, à savoir les becs et les volets de des deux ailes principales (non représentées).

La loi de pilotage, qui est préalablement déterminée par l'homme du métier, peut également être retenue de façon à ce que le flux impactant les hélices situées en aval offre un bon compromis entre le bruit généré, et/ou la poussée engendrée par cette hélice, et/ou le niveau de chargement du profil aérodynamique. Ici, il est prévu que le volet 24 définisse l'intégralité du bord de fuite 21 du mât, à savoir s'étendant du fuselage à l'extrémité latérale extérieure du mât, comme montré sur la figure 1.

Une alternative est schématisée sur la figure 4, sur laquelle il est montré une structure aérodynamique arrière 22 comprenant un support 26 sur lequel sont articulés deux volets arrière mobiles 24a, 24b, contigus dans la direction de l'envergure du mât 14. Chacun d'eux définit donc une partie du bord de fuite 21, et est associé à des moyens de commande 34a, 34b, respectivement. Ici, les moyens de commande 34a, 34b sont aussi conçus pour piloter en incidence leurs volets associés 24a, 24b, selon des lois dépendant de l'incidence de l'aéronef, et qui peuvent être différentes l'une de l'autre. Cette différentiation permet notamment pour prendre en compte les particularités acoustiques rencontrées en bout de pales des hélices, ces particularités étant donc gérées par l'incidence du volet 24b le plus intérieur, situé en regard des bouts de pales d'hélices.

5 9 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. 10

Claims

REVENDICATIONS1. Ensemble moteur (1) pour aéronef comprenant un turbomoteur (10) à hélice (10a, 10b) ainsi qu'un mât d'accrochage (14) du turbomoteur destiné à être rapporté latéralement sur une partie arrière de la structure de l'aéronef, ledit mât présentant une surface extérieure (20) formant profil aérodynamique intégrant un bord de fuite (21), ce dernier étant agencé en amont de l'hélice (10a, 10b) du turbomoteur, caractérisé en ce que le mât comprend un volet arrière mobile (24) définissant au moins en partie ledit bord de fuite (21), ainsi que des moyens de commande (34) dudit volet conçus pour piloter ce dernier en incidence, selon une loi dépendant de l'incidence de l'aéronef.
2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite loi dépend également d'au moins les des paramètres parmi la vitesse de l'aéronef, et les positions des becs et des volets de la voilure principale.
3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit volet arrière mobile (24) définit l'intégralité du bord de fuite (21).
4. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit volet 11 arrière mobile (24) définit une partie seulement du bord de fuite (21).
5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit mât d'accrochage (14) comprend plusieurs volets arrière mobiles (24a, 24b) définissant chacun une partie dudit bord de fuite (21), chacun étant associé à des moyens de commande (34a, 34b) conçus pour piloter en incidence son volet associé, selon une loi dépendant de l'incidence de l'aéronef.
6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que les lois de pilotage des volets sont identiques ou différentes.
7. Partie arrière (100) d'aéronef comprenant au moins un ensemble moteur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, rapporté latéralement sur le fuselage (6) de l'aéronef.
8. Aéronef comprenant une partie arrière (100) selon la revendication 7. 20 25