Brevet FR2653743A1 — publié le 19910503

La présente invention concerne des pales de propulseur et plus particulièrement un sous-ensemble de pales de propulseur ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel sous-ensemble. Certaines pales de propulseurs d'aéronefs sont constituées d'une surface de profil aérodynamique et d'un sous-ensemble longeron/mousse qui est entouré par la surface du profil aérodynamique. Cette surface de profil aérodynamique peut comprendre une peau renforcée de fibres qui est préformée en tant que coquille ou qui est formée par enveloppement de couches d'une matrice fibreuse autour du sous-ensemble longeron/mousse. Le sous-ensemble longeron/ mousse qui constitue l'élément structural principal de la2 pale, est constitué d'un longeron, réalisé habituellement en aluminium ou matériau similaire, et d'une mousse thermodurcie disposée à l'endroit des bords d'attaque et de fuite du longeron. Le longeron s'étend sur une longueur notable de la surface de profil aérodynamique et il comporte un pied par lequel la pale est attachée à un moyeu. Pour fabriquer une pale de propulseur finie, on recouvre ou enveloppe le sous-ensemble au moyen de la peau renforcée de fibre qui est imprégnée d'une résine et durcie. Pour fabriquer le sous-ensemble on pulvérise un agent de démoulage dans un moule. On pulvérise également, sur l'agent de démoulage, un adhésif thermodurcissable qui intervient en tant que surface relativement finie pour le sous-ensemble. On masque le moule pour éviter un débordement de la pulvérisation de l'adhésif, ce qui permet de réduire au minimum le nettoyage et de maintenir des tolérances dans le moule. On place le longeron dans le moule et on chauffe ce moule à une température d'environ 120 C pendant une période de temps donnée, afin de faire durcir l'adhésif. Après avoir refroidi le moule à une température d'environ 65 C, on injecte la mousse thermodurcissable dans le moule, le long des bords d'attaque et de fuite du longeron. On chauffe ensuite le moule à une température d'environ 120 C pendant une période de temps donnée, afin de faire durcir la mousse. Après extraction du moule on peut exposer le sous-ensemble à de la lumière ultraviolette afin de révéler toute présence d'agent de démoulage sur ce sous-ensemble. On ponce ensuite le sous-ensemble longeron/mousse afin de supprimer toute contamination superficielle et de texturer la surface en vue d'une liaison subséquente avec la surface du profil aérodynamique. On rencontre plusieurs problèmes avec un tel procédé: l'adhésif durci peut se détacher de la mousse en donnant ainsi une mauvaise surface du sous-ensemble; l'adhésif durci doit être retravaillé pour fournir une surface de liaison pour la surface du profil aérodynamique; l'adhésif durci est opaque si bien qu'il cache des défauts présents dans la mousse sous-jacente; le revêtement crée par l'adhésif peut se rompre pendant la manutention ce qui nécessite une reprise; la présence d'une contamination de surface du sous-ensemble est indésirable à cause de l'interaction entre l'agent de démoulage et l'adhésif pulvérisé; le longeron est chauffé pendant une période de temps prolongée qui est indésirable si un traitement thermique additionnel est nécessaire; enfin une énergie et un temps excessifs sont nécessaires pour chauffer le moule et le refroidir ensuite afin de durcir l'adhésif. Par conséquent un nouveau procédé de fabrication d'un sous-ensemble longeron/mousse, ainsi qu'un tel sous-ensemble nouveau sont recherchés. La présente invention a pour but de fabriquer un sous-ensemble longeron/mousse au cours d'une période de temps minimale et en utilisant une quantité minimale d'énergie. Un autre but de l'invention est de fournir un sous- ensemble longeron/mousse qui exige un travail de reprise minimal. Un autre but de l'invention est de fournir une surface idéale d'un sous- ensemble longeron/mousse en vue de l'application, sur cette surface, d'une surface de profil aérodynamique. Un autre but de l'invention est de fournir un sous- ensemble longeron/mousse soit relativement facile à réparer. Suivant la présente invention on fabrique un sous- ensemble longeron/mousse en disposant un stratifié d'une matrice de fibres imprégnées de résine (c'est-à-dire un préimprégné) dans les surfaces internes d'un moule, on ferme le moule autour d'un longeron, on injecte de la mousse dans les cavités du moule formées à l'endroit des bords d'attaque et de fuite du longeron et on fait durcir simultanément le longeron et la mousse. En utilisant une feuille de préimprégné en tant que surface de finition pour le moule et le longeron on obtient plusieurs avantages: une surface idéale est présentée pour sa liaison avec une surface de profil aérodynamique (une coquille ou un enveloppement); le préimprégné est durci conjointement avec la mousse et de ce fait aucun durcissement additionnel d'un quelconque adhésif n'est exigé; le temps de chauffage du longeron est réduit au minimum; le masquage du moule est limité, au minimum ainsi que les délamifications de la surface et la contamination de la surface du sous- ensemble, et le démoulage du sous-ensemble longeron/mousse est facilité du fait qu'aucun adhésif pulvérisé n'est utilisé; le préimprégné protège mieux la mousse en vue de manipulations; enfin le préimprégné durci peut être transparent, ce qui facilite la détection et la réparation de défauts dans la mousse durcie. On décrira, ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en perspective d'un sous- ensemble d'une pale d'un propulseur d'aéronef fabriqué dans un moule par le procédé suivant la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale du sous-ensemble de la figure 1 faite suivant la ligne 2-2. Si on se réfère aux figures 1 et 2, on y voit un sous-ensemble longeron/mousse 10 pour une pale de propulseur (non représentée), ce sousensemble étant montré après son extraction d'un moule 12. Ce moule comporte deux moitiés associées 14,16 qui délimitent une empreinte correspondant à la forme finie du sous-ensemble. Ainsi qu'il est bien connu dans la technique, le moule comporte des évents (non représentés) pour injecter une mousse thermodurcissable dans des parties de l'empreinte. Le sous-ensemble comporte un longeron 18, une partie en mousse 20 constituant le bord d'attaque, une partie en mousse 22 constituant le bord de fuite et une peau 24. Le sous-ensemble est conçu de manière à être recouvert par une surface de profil aérodynamique (non représentée) et il constitue l'élément structural principal d'une pale de propulseur (non représentée). Le longeron comporte un bout 26, un pied 28, un bord d'attaque 30 et un bord de fuite 32. Le longeron s'étend suivant la longeur du sous-ensemble 10 et il est fixé par son pied à un moyeu non représenté. Sur la figure 2 le sous-ensemble longeron/mousse 10 est représenté en section transversale. La partie en mousse constituant le bord d'attaque est fixée au bord d'attaque du longeron 18. La partie en mousse 22 formant le bord de fuite est fixée au bord de fuite 32 du longeron. Ces parties en mousse sont constituées d'une mousse thermodurcissable telle qu'une mousse du type uréthane rigide, à deux composants, semi-prépolymère. La peau 24 qui forme une surface assurant la liaison avec une surface de profil aérodynamique (non représentée), enferme le longeron, la partie en mousse formant le bord d'attaque et la partie en mousse formant le bord de fuite. La peau est constituée d'un préimprégné comportant une matrice en tissu de verre et une matière de remplissage en résine époxy. Le longeron est enduit d'un adhésif, tel qu'un adhésif liquide thermodurcissable, non volatil, à base de résine époxy modifiée, afin d'assurer la liaison entre le longeron et les parties en mousse. Le longeron 18, la peau 24 et les parties en mousse 20,22 sont traitées, pour donner le sous-ensemble, par le processus suivant. On pulvérise un agent de démoulage dans les surfaces internes 36,38 de chaque demi-moule 14,16. On applique une feuille de préimprégné sur l'agent de démoulage de telle façon que ce préimprégné épouse la forme des surfaces internes du moule. On place le pied 28 du longeron dans une cavité de retenue (non représentée) prévue dans le moule de telle façon que la longueur du longeron pende vers le bas. On applique ensuite les deux demi-moules l'un sur l'autre et on les chauffe dans une gamme de température allant d'environ 49 C à 65 C (une température d'environ 54 C est préférée). On injecte ensuite la mousse d'uréthane dans le moule, au voisinage immédiat des bords d'attaque et de fuite du longeron. Après injection de la mousse, on élève la température du moule à environ 120 C, pendant environ 2 heures, afin de durcir le préimprégné et la mousse. Après refroidissement on démoule le sous-ensemble en vue de son inspection et de son assemblage sous la forme d'une pale de propulseur finie. Du fait que la matrice en verre forme une surface transparente, on peut aisément observer et réparer des défauts présents dans les parties en mousse, tel que des vides. On peut injecter de la mousse à travers la peau afin de combler ces vides. Le préimprégné en excès est coupé à partir des bords d'attaque et de fuite du sous-ensemble. On forme ensuite la surface du profil aérodynamique par-dessus le sous-ensemble, afin d'obtenir une pale de propulseur finie. J et 2653743 REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'un sous-ensemble longeron/mousse pour une pale de propulseur caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à garnir les surfaces de moulage (34,36) d'un moule (14,16) avec une couche d'un matériau préimprégné, à introduire un longeron (18), ayant un bord d'attaque (30) et un bord de fuite (32), dans le moule (14,16) de telle façon qu'une première cavité soit formée entre les surfaces de moulage (34,36) à l'endroit du bord d'attaque du longeron (18) et qu'une seconde cavité soit formée entre les surfaces de moulage (34,36) à l'endroit du bord de fuite (32) du longeron (18), à injecter une mousse dans ces première et seconde cavités et à faire durcir simultanément cette mousse et le matériau préimprégné. 2.-Procédé de fabrication d'un ensemble d'une pale de propulseur caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à garnir les surfaces de moulage (34,36) d'un moule (14,16) avec une couche d'un matériau préimprégné, à introduire un longeron (18), ayant un bord d'attaque (30) et un bord de fuite (32), dans le moule (14,16) de telle façon qu'une première cavité soit formée entre les surfaces de moulage (34,36) à l'endroit du bord d'attaque du longeron (18) et qu'une seconde cavité soit formée entre les surfaces de moulage (34,36) à l'endroit du bord de fuite (32) du longeron (18), à injecter une mousse dans ces première et seconde cavités et à faire durcir simultanément cette mousse et le matériau préimprégné. 3.- Appareil formant un sous-ensemble destiné à être utilisé dans un ensemble d'une pale de propulseur comportant une surface de profil aérodynamique, caractérisé en ce qu'il comprend un longeron (18) ayant un bord d'attaque (30) et un bord de fuite (32), une partie en mousse thermodurcie (20) située à l'endroit du bord d'attaque (30), afin de former un bord d'attaque de l'appareil, une partie en mousse thermodurcie (22) située à l'endroit du bord de fuite (32), afin de former un bord de fuite de l'appareil, et un matériau préimprégné recouvrant le longeron (18) et les bords d'attaque et de fuite de l'appareil, ce matériau préimprégné étant durci en même temps que les parties en mousse (20,22), ce matériau préimprégné formant une surface pour sa liaison avec la surface de profil aérodynamique. 4.- Appareil formant un ensemble d'une pale de propulseur comportant une surface de profil aérodynamique, caractérisé en ce qu'il comprend un longeron (18) ayant un bord d'attaque (30) et un bord de fuite (32), une partie en mousse thermodurcie (20) située à l'endroit du bord d'attaque (30), afin de former un bord d'attaque de l'appareil, une partie en mousse thermodurcie (22) située à l'endroit du bord de fuite (32), afin de former un bord de fuite de l'appareil, et un matériau préimprégné recouvrant le longeron (18) et les bords d'attaque et de fuite de l'appareil, ce matériau préimprégné étant durci en même temps que les parties en mousse (20,22).