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FR2949754A1 - Pylone d'accrochage pour turbopropulseur - Google Patents

Pylone d'accrochage pour turbopropulseur Download PDF

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aircraft
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Eric Francois Michel Maingre
Thomas Alain Christian Vincent
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Safran Aircraft Engines SAS
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SNECMA SAS
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Abstract

L'invention concerne un pylône d'accrochage (28) pour turbopropulseur (10) destiné à être fixé à un élément de structure (30) d'un aéronef. Le pylône comporte un profil aérodynamique (32) délimité longitudinalement entre un bord d'attaque (34) et un bord de fuite (36), et des moyens pour modifier l'angle de calage d'une partie (44) au moins du bord de fuite du pylône.

Description

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne un pylône (ou mât) d'accrochage d'un turbopropulseur, et plus particulièrement d'un turbopropulseur d'avion à double hélice.
De façon connue, un turbopropulseur d'avion à double hélice comprend une turbine à deux rotors contrarotatifs entraînant chacun un ensemble de pales de soufflante qui sont non carénées. L'invention s'applique plus particulièrement aux turbopropulseurs dont les hélices sont montées à l'arrière du moteur.
Un tel turbopropulseur d'avion peut être soit suspendu à un pylône fixé sous un élément de voilure de l'avion, soit accroché latéralement à un pylône fixé sur un élément de fuselage de l'avion. Quelque soit l'élément de structure de l'avion auquel est fixé le turbopropulseur, le pylône d'accrochage est nécessairement positionné en avant des hélices (par rapport au sens de déplacement de l'avion) du fait de l'emplacement de celles-ci à l'arrière du moteur. Il résulte du positionnement du pylône par rapport aux hélices du turbopropulseur qu'en fonctionnement, le pylône engendre un sillage qui vient interagir avec les hélices situées derrière. La présence de ce sillage a plusieurs conséquences néfastes. En particulier, il dégrade le rendement ù et donc les performances - du turbopropulseur. En outre, il est une source de bruit supplémentaire, ce qui contribue à augmenter le niveau acoustique du turbopropulseur. Enfin, il est à l'origine de la création d'une source d'excitation engendrant un impact mécanique et vibratoire.
Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant de minimiser l'impact du sillage induit par le pylône d'accrochage sur les pales du turbopropulseur placées en aval. Ce but est atteint grâce à un pylône d'accrochage pour turbopropulseur destiné à être fixé à un élément de structure d'un aéronef, comportant un profil aérodynamique délimité longitudinalement entre un bord d'attaque et un bord de fuite, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour modifier l'angle de calage d'une partie au moins du bord de fuite du pylône.
L'invention prévoit ainsi la possibilité de faire varier angulairement une partie du bord de fuite du pylône de manière à optimiser l'orientation du sillage induit par celui-ci. Cette optimisation pourra notamment tenir compte de différents paramètres tels que le calage des pales du turbopropulseur, leurs vitesses de rotation et la vitesse de l'avion. De la sorte, le pylône d'accrochage selon l'invention permet de minimiser l'impact du sillage sur les pales du turbopropulseur placées en aval. De préférence, au moins une partie du bord de fuite du pylône est mobile en rotation autour d'un axe transversal. Dans ce cas, la partie mobile du bord de fuite du pylône s'étend selon une direction transversale sur une hauteur correspondant avantageusement au moins à la distance séparant le pied du sommet des hélices du turbopropulseur. Le pylône peut comporter un arbre à came entraînant en rotation la partie mobile du bord de fuite du pylône sous l'actionnement d'un actionneur, et l'actionneur peut être commandé par un système de régulation automatique à pleine autorité du turbopropulseur. Le bord de fuite du pylône peut comporter une pluralité de portions qui sont mobiles en rotation autour de l'axe transversal 20 indépendamment les unes des autres. L'invention concerne également un turbopropulseur à double hélice, comportant une turbine à deux rotors contrarotatifs et deux ensembles de pales de soufflante à orientation réglable entraînés en rotation par les rotors, caractérisé en ce qu'il est fixé à une structure d'un 25 aéronef au moyen d'un pylône d'accrochage tel que défini précédemment.
Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins 30 annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un turbopropulseur à double hélice ; - la figure 2 est une vue en perspective du turbopropulseur de la 35 figure 1 fixé à une aile d'avion au moyen d'un pylône d'accrochage selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2 ; et - la figure 4 est une vue en perspective du turbopropulseur de la figure 1 fixé à une aile d'avion au moyen d'un pylône d'accrochage selon un autre mode de réalisation de l'invention.
Description détaillée de modes de réalisation La figure 1 représente de façon très schématique un exemple de réalisation d'un turbopropulseur d'avion du type à double hélice. Un tel turbopropulseur 10 est connu et ne sera donc pas décrit en détails. Typiquement, celui-ci comprend notamment un axe longitudinal 12 et une nacelle annulaire 14 disposée coaxialement autour de cet axe. Il comprend en outre, d'amont en aval, un compresseur 16, une chambre de combustion 18 et une turbine 20 à deux rotors contrarotatifs 22a, 22b. Le turbopropulseur 10 comprend encore un ensemble amont (ou avant) 24a et un ensemble aval (ou arrière) 24b de pales de soufflante 26 à orientation réglable qui sont situées à l'arrière du turbopropulseur. Ces pales de soufflante 26 présentent chacune un pied 26a et un sommet 26b et sont entraînées en rotation, respectivement par le rotor 22a et le rotor 22b.
Comme représenté sur la figure 2, ce turbopropulseur 10 est suspendu à un pylône 28 fixé sous une aile 30 de l'avion. Bien entendu, le turbopropulseur pourrait alternativement être accroché latéralement à un pylône fixé sur un élément de fuselage de l'avion. Le pylône 28 comporte un profil aérodynamique 32 délimité, d'une part longitudinalement (c'est-à-dire selon l'axe longitudinal 12 du turbopropulseur) entre un bord d'attaque 34 et un bord de fuite 36, et d'autre part transversalement entre un pied 40 et un sommet 42. Le pied 40 et le sommet 42 du pylône sont chacun équipés d'une pluralité d'attaches (non représentées sur les figures) permettant d'assurer une fixation, d'une part du pylône sous l'aile 30 de l'avion (au niveau du sommet 42), et d'autre part de la nacelle 14 du turbopropulseur 10 sur le pylône (au niveau du pied 40). Ces attaches sont bien connues en soi et ne sont donc pas décrites en détails. Par exemple, il peut s'agir d'un montage par chape ou par liaisons boulonnées.
Compte tenu de la présence des ensembles 24a, 24b de pales de soufflante à l'arrière du turbopropulseur, le pylône 28 est fixé à l'avant de la nacelle 14. Il en résulte que le pylône engendre en fonctionnement un sillage qui vient interagir avec les pales 26 du turbopropulseur, et plus particulièrement avec celles de l'ensemble amont 24a. Pour optimiser cette interaction entre le sillage induit par le pylône et les pales 26 situées en arrière de celui-ci, il est prévu, selon l'invention, de pouvoir modifier l'angle de calage e d'une partie 44 au moins du bord de fuite 36 du pylône. Par angle de calage 8 d'une partie du bord de fuite du pylône, on entend l'angle entre la ligne de référence 45 de cette partie du bord de fuite du pylône et l'axe longitudinal 12 du turbopropulseur (la ligne de référence 45 relie le bord d'attaque au bord de fuite de la partie du bord de fuite du pylône û voir la figure 3). A cet effet, au moins une partie 44 du bord de fuite 36 du pylône 28 est mobile en rotation autour d'un axe sensiblement transversal 46. De préférence, cette partie mobile 44 du bord de fuite du pylône s'étend transversalement sur une hauteur h correspondant au moins à la distance séparant le pied 26a du sommet 26b des pales 26 de l'ensemble amont 24a du turbopropulseur. Par ailleurs, cette partie mobile 44 du bord de fuite 36 du pylône peut par exemple s'étendre longitudinalement sur une largeur I correspondant par exemple à 20% de la distance séparant le bord d'attaque 34 du bord de fuite 36 du profil aérodynamique 32 du pylône. Comme représenté sur la figure 3, la partie mobile 44 du bord de fuite du pylône peut ainsi former un angle de calage 8 par rapport à l'axe longitudinal 12 du turbopropulseur de façon à optimiser l'orientation du sillage induit par le pylône en fonction de différents paramètres tels que le calage des pales du turbopropulseur, leurs vitesses de rotation et l'altitude de l'avion. Par exemple, l'angle de calage pourra être choisi pour correspondre à l'angle de calage des pales 26 de l'ensemble amont 24a. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, un arbre à came 48 actionné par un actionneur 50 permet d'entraîner en rotation la partie mobile 44 du bord de fuite du pylône autour de l'axe transversal 46, cet actionneur 50 étant commandé par exemple par le système de régulation automatique à pleine autorité du turbopropulseur (non représenté sur les figures).
Bien entendu, on pourrait imaginer d'autres solutions pour mettre en rotation la partie mobile 44 du bord de fuite du pylône autour de l'axe transversal 46 telles que par exemple le recours à des alliages à mémoire de forme, à la dilatation différentielle, à la déformation de structure élastique, à des systèmes piézo-électriques, etc. De même, comme représenté sur le mode de réalisation de la figure 4, la partie mobile du bord de fuite 36 du pylône 28' peut être constituée d'une pluralité de portions 44a qui sont mobiles en rotation autour de l'axe transversal 46 indépendamment les unes des autres.
Dans ce cas, ces différentes portions 44a peuvent être chacune reliées à un arbre 48' mobile en rotation autour de l'axe transversal 46 sous l'actionnement d'un actionneur 50'.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1. Pylône d'accrochage (28, 28') pour turbopropulseur (10) destiné à être fixé à un élément de structure (30) d'un aéronef, comportant un profil aérodynamique (32) délimité longitudinalement entre un bord d'attaque (34) et un bord de fuite (36), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour modifier l'angle de calage (9) d'une partie (44) au moins du bord de fuite du pylône.
  2. 2. Pylône d'accrochage selon la revendication 1, dans lequel au moins une partie (44) du bord de fuite (36) du pylône est mobile en rotation autour d'un axe transversal (46).
  3. 3. Pylône d'accrochage selon la revendication 2, dans lequel la partie mobile (44) du bord de fuite du pylône s'étend selon une direction transversale sur une hauteur (h) correspondant au moins à la distance séparant le pied (26a) du sommet (26b) des hélices (26) du turbopropulseur.
  4. 4. Pylône d'accrochage selon l'une des revendications 2 et 3, comportant en outre un arbre à came (48) entraînant en rotation la partie mobile (44) du bord de fuite du pylône sous l'actionnement d'un actionneur (50, 50').
  5. 5. Pylône d'accrochage selon la revendication 4, dans lequel l'actionneur (50) est commandé par un système de régulation automatique à pleine autorité du turbopropulseur.
  6. 6. Pylône d'accrochage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, le bord de fuite (36) du pylône comporte une pluralité de portions (44a) qui sont mobiles en rotation autour de l'axe transversal indépendamment les unes des autres.
  7. 7. Turbopropulseur à double hélice, comportant une turbine (20) à deux rotors (22a, 22b) contrarotatifs et deux ensembles (24a, 24b) de pales (26) de soufflante à orientation réglable entraînés en rotation parles rotors, caractérisé en ce qu'il est fixé à une structure d'un aéronef au moyen d'un pylône d'accrochage (28, 28') selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
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