FR3165686A1 - Systeme de suspension pour turbomachine d’aeronef a liaison bi-rotulee et pivot glissant - Google Patents

Abstract

Ce système de suspension pour turbomachine d’aéronef comprend un ensemble de bielles (25) comprenant chacune des moyens de liaison (26, 27) pour la fixation du système entre un carter (22, 23) de la turbomachine et un élément de l’aéronef. Chaque bielle (25) comprend à une extrémité une liaison rotule (26) et à une extrémité opposée une liaison rotule (27) et une liaison pivot glissante (28). Figure pour l’abrégé : Fig 4

Description

SYSTEME DE SUSPENSION POUR TURBOMACHINE D’AERONEF A LIAISON BI-ROTULEE ET PIVOT GLISSANT

La présente invention concerne le domaine des turbomachines utilisées pour la propulsion d'un aéronef et, plus particulièrement, l’accrochage d’une turbomachine à un élément de l’aéronef.

Techniques antérieures

De manière connue, une turbomachine est destinée à fournir la poussée nécessaire à la propulsion d'un aéronef. Elle comprend classiquement de l’amont vers l’aval, en considérant la direction d'un flux d'air admis en entrée de la turbomachine, une soufflante permettant d'accélérer le flux d'air admis dans la turbomachine et comprenant des aubes s'étendant généralement dans un même plan transversal à l'axe de la turbomachine, au moins un compresseur, une chambre de combustion et au moins une turbine pour entraîner en rotation le compresseur.

L’accrochage d’une turbomachine d’aéronef à un élément de l’aéronef s’effectue dans l’état de la technique au moyen d’un système de suspension comprenant une chape comprenant des bielles de reprise d’efforts fixées d’une part à un carter de la turbomachine et d’autre part à un attelage fixé à un pylône lié à l’élément de l’avion.

Un exemple de réalisation d’un tel système de suspension est illustré sur laFIG. 1qui illustre une turbomachine d’aéronef, désignée par la référence numérique 1, comprenant un carter 2, par exemple un carter intercompresseur, qui est suspendu à un pylône d’accrochage 3 au moyen d’un ensemble de bielles 4 rectilignes ou en forme de boomerang liées par des liaisons rotules, telles que 5, au carter 2, d’une part et à un attelage 6 solidaire du pylône 3, d’autre part.

Selon un autre agencement visible sur les figures 2 et 3, le carter 2 de la turbomachine est suspendu au moyen d’un ensemble de bielles de centrage 7 comprenant une première extrémité 8 liée par une liaison rotulée au carter 2 de la turbomachine et une extrémité opposée 9 liée par une liaison rotulée à une nacelle 10 liée au pylône d’accrochage 3.

Sur laFIG. 3, qui correspond au mode de mise en œuvre de laFIG. 2, le système de suspension de la turbomachine est fixé au carter d’échappement ou TRF (TRF étant l’acronyme anglo-saxon de « Turbine Rear Frame ») de la turbomachine. Le carter TRF comprend une virole interne 11 et une virole externe 12, le système de suspension comprenant des bielles de centrage 7 liées à la virole externe 12 et à la nacelle.

Dans les turbomachines d’aéronef, on souhaite généralement contraindre les translations transverses, c’est-à-dire perpendiculaires à l’axe du moteur, et le moment de roulis, coaxial au moteur du carter de la turbomachine par rapport au pylône.

Les systèmes de suspension selon l’état de la technique sont susceptibles de générer des contraintes indésirables dans le carter de la turbomachine, notamment sous l’action des bielles, ces contraintes étant susceptible de provoquer des ovalisations de carter, des excentrements des paliers de reprise d’efforts, ou encore des poinçonnements localisés du carter.

Le but de l’invention est donc de pallier ces inconvénients et de proposer un système de suspension pour turbomachine d’aéronef permettant de diminuer les contraintes dans le carter, en permettant notamment un degré de liberté supplémentaire.

L'invention a donc pour objet un système de suspension pour turbomachine d’aéronef, comprenant un ensemble de bielles comprenant chacune des moyens de liaison pour la fixation du système entre un carter de la turbomachine et un élément de l’aéronef.

Chaque bielle comprend à une extrémité une liaison rotule et à une extrémité opposée une liaison rotule et une liaison pivot glissante.

Avantageusement, le système de suspension comprend des moyens d’amortissement.

Par exemple, les moyens d’amortissement sont des moyens d’amortissement à fluide.

Dans un mode de réalisation, la liaison pivot glissante comporte une butée de limitation du glissement de la bielle.

L’invention a également pour objet une turbomachine d’aéronef comprenant un système de suspension tel que défini ci-dessus.

D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

LesFIG. 1,FIG. 2etFIG. 3, dont il a déjà été fait mention, illustrent schématiquement une turbomachine équipée d’un système de suspension selon l’état de la technique ;

LaFIG. 4illustre schématiquement une turbomachine équipée d’un système de suspension selon l’invention ;

LaFIG. 5illustre un exemple de réalisation du système de suspension à butée ;

LaFIG. 6illustre un exemple de réalisation du système de suspension comprenant des moyens d’amortissement ; et

LaFIG. 7illustre un exemple de réalisation de moyens d’amortissement intégrés au système de suspension.

Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation

On se référera à laFIG. 4qui illustre une turbomachine 20 dotée d’un système de suspension 21 selon l’invention.

L’invention concernant essentiellement le système de suspension, seule la partie de la turbomachine 20 à laquelle est fixé le système de suspension a été illustrée sur laFIG. 4.

Une turbomachine s'étend selon un axe de turbomachine X et permet de propulser un aéronef à partir d'un flux d'air entrant dans la turbomachine et circulant d'amont en aval, les termes amont et aval étant définis par rapport à l'axe de turbomachine X, en considérant la direction du flux d’air dans la turbomachine.

De manière connue, la turbomachine comprend, d’amont vers l’aval, une soufflante et un générateur de gaz comprenant un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression.

Le compresseur basse pression forme, avec la turbine basse pression à laquelle il est relié par un arbre de turbine, un corps à basse pression BP qui entraine en rotation la soufflante. Le compresseur haute pression forme, avec la turbine haute pression à laquelle il est relié par un arbre, un corps à haute pression HP.

Les organes structuraux fixes de la turbomachine comprennent notamment un carter d’entrée situé à l’entrée du générateur de gaz, un carter inter-compresseurs, situé entre le compresseur basse pression et le compresseur haute pression, et un carter d’échappement TRF directement à la sortie de la turbine basse pression.

La turbomachine est portée par un système de suspension 21 fixé au carter de la turbomachine, notamment au carter TRF comprenant une virole interne 22 et une virole externe 23, et à la nacelle 24 fixée à un élément de l’aéronef, par exemple sous une aile.

Le système de suspension un ensemble de bielles de centrage, telles que 25, agencées entre la turbomachine et l’élément de l’aéronef, en particulier entre le carter TRF de la turbomachine et la nacelle et régulièrement réparties autour de la turbomachine.

La nacelle 24 est une nacelle structurante, en ce qu’elle permet un centrage du carter de la turbomachine au moyen des bielles de centrage 25.

Les bielles de centrages comprennent à leurs extrémités mutuellement opposées des moyens de liaison au carter TRF et à la nacelle, respectivement. Les moyens de liaison comprennent des liaisons rotule 26, 27 et une liaison pivot glissante 28.

Comme illustré sur laFIG. 4, chaque bielle comprend à une première extrémité une liaison rotule 26, par laquelle elle est fixée à la virole externe du carter, et à son extrémité opposée une liaison rotule 27 associée à une liaison pivot glissante 28.

L’extrémité amont de la bielle est pourvue d’une liaison rotule 26. L’extrémité aval opposée est pourvue d’une liaison rotule 27 puis d’une liaison pivot glissante.

L’axe de la liaison pivot glissante est parallèle à l’axe X de la turbomachine.

Par rapport à une liaison à deux rotules, dans laquelle les efforts appliqués dans l’axe de la bielle sont renvoyés au carter et à l’élément de l’aéronef auquel est fixé le système de suspension, une liaison à double rotule associée à une liaison à pivot glissant permet d’éviter le blocage des dilatations uniformes des bielles de centrage ou les dilatations différentielles entre les bielles, chaque bielle étant libre de se déplacer le long de la liaison pivot glissant, dans l’axe de la liaison, lorsque le moteur et les bielles se dilatent thermiquement.

Toutefois, les translations axialo-radiales de l’extrémité aval de la bielle ne sont pas bloquées. Les degrés de liberté de chaque bielle rendent le système de suspension robuste et fiable en cas de dilatations différentes axialement et radialement, lors de la réchauffe du moteur ou lors de son refroidissement.

Le système de suspension, qui comporte une liaison à double rotule couplée à une liaison à pivot glissant autorise un déplacement radial du carter, ce qui implique une reprise moindre des efforts radiaux, par rapport à un système de liaison à double rotule.

En se référant aux figures 5 et 6, il est donc avantageux, dans un mode de réalisation, que le système de suspension soit équipé de moyens de suspension comprenant une double rotule 26, 27 couplée à une liaison à pivot glissante 28 avec butée ou avec amortisseur.

Dans le mode de réalisation de laFIG. 5, la liaison pivot glissante 28 est dotée d’une butée 29.

Une telle butée permet d’empêcher le pivot glissant de coulisser jusqu’à la verticale de la bielle du carter, et donc évite au carter de se déplacer radialement. Ainsi les charges de manœuvre ou de décentrage sont entièrement reprises.

Dans le mode de réalisation de laFIG. 6, la liaison pivot glissante est dotée de moyens d’amortissement.

Ces moyens d’amortissement sont par exemple des moyens d’amortissement à fluide, par exemple à huile, capable de filtrer les charges à hautes fréquences et permettant ainsi au pivot glissant la reprise des charges engendrées lors de manœuvres de l’aéronef.

Par exemple, les moyens d’amortissement comportent un cylindre 30 empli d’huile ou d’un fluide approprié, par exemple lié à la nacelle et comprenant deux chambres communicantes entre lesquelles est prévue un passage 31 calibré, et un piston plongeur 32 lié par exemple à une bielle, un ressort de rappel 33 étant associé au piston. La cloison 34 séparant les deux chambres du cylindre 30 peut avantageusement constituer une butée pour le piston.

On notera que l’invention qui vient d’être décrite, qui utilise des moyens de liaison comprenant une liaison rotule 26 et une liaison pivot glissante 27 s’applique à tout système de suspension comprenant un nombre quelconque de bielles de centrage.

En outre l’invention n’est pas limitée à un système de suspension servant au centrage d’un carter TRF mais s’applique également à d’autres points d’accroche situés sur le carter de la turbomachine.

Claims (5)

1. Système de suspension pour turbomachine d’aéronef, comprenant un ensemble de bielles (25) comprenant chacune des moyens de liaison (26, 27) pour la fixation du système entre un carter (22, 23) de la turbomachine et un élément de l’aéronef, caractérisé en ce que chaque bielle (25) comprend à une extrémité une liaison rotule (26) et à une extrémité opposée une liaison rotule (27) et une liaison pivot glissante (28).
2. Système de suspension selon la revendication 1, comprenant des moyens d’amortissement (30, 31, 32).
3. Système de suspension selon la revendication 2, dans lequel les moyens d’amortissement sont des moyens d’amortissement à fluide.
4. Système de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la liaison pivot glissante comporte une butée (29) de limitation du glissement de la bielle.
5. Turbomachine d’aéronef comprenant un système de suspension selon l’une quelconque des revendications 1 à 4.