Brevet FR2954934A1 — publié le 20110708

La présente invention concerne un module de train d'atterrissage d'aéronef, un aéronef le comportant et un procédé de fabrication d'un aéronef. L'invention concerne plus particulièrement un module de fabrication d'aéronef comportant un train d'atterrissage. Dans le processus industriel actuel de fabrication d'un aéronef, une étape importante est l'assemblage de la structure de l'aéronef, dont la case de train avant fait partie. La soute électronique est ensuite installée, notamment les meubles, équipements, harnais et tuyauteries. L'installation de ces systèmes fait actuellement l'objet de nombreuses opérations manuelles du fait de la complexité d'intégration de ces systèmes dans la structure. Cette installation est donc un chemin critique de l'installation des systèmes au niveau de l'assemblage de l'aéronef. Une partie des essais, notamment d'étanchéité des tuyauteries, continuité et isolement des harnais électriques si nécessaire, est réalisée lors de cette phase. Les trains d'atterrissage sont montés en chaîne d'assemblage final. Le réglage des trappes de train puis les essais fonctionnels (rentrée/sortie, sortie en mode secours) sont ensuite réalisés lorsque l'aéronef peut être raccordé aux sources d'énergie nécessaires. Du fait qu'il y a peu d'espace au niveau de la soute électronique et que peu d'opérateurs peuvent y travailler simultanément, cette phase est très longue et représente une immobilisation, matérielle et financière, qui consomme de nombreuses ressources et exige des postes d'assemblage en parallèle, en nombre suffisant pour répondre aux cadences de production recherchées. On note que ces problèmes se posent tant pour le train avant que pour le train d'atterrissage principal. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un module de train d'atterrissage d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : - une structure de case de train d'atterrissage, - le train d'atterrissage lié à ladite structure et - au moins une trappe de train d'atterrissage liée à ladite structure. Grâce à ces dispositions, la présente invention répond à un double enjeu, dans le cas du train avant : - d'une part, la mise en oeuvre de la présente invention permet de réduire les durées de cycle d'installation de la soute électronique en permettant une meilleure accessibilité. En effet, la mise en oeuvre de la présente invention permet une installation des meubles et harnais électriques dans cette zone de l'aéronef, située sous le cockpit, dans une partie avant du fuselage, proche de la case de train avant, très difficile d'accès et de dimensions réduites, en améliorant l'accès et en permettant à plus d'opérateurs de travailler dans la zone et donc, de réduire la durée du cycle ; et - d'autre part, cette mise en oeuvre de l'invention permet une installation de la case de train avant équipée de l'ensemble des systèmes (hydrauliques et électriques notamment), du train d'atterrissage avant et des trappes de train avant. Ce module arrive entièrement équipé, réglé (trappes de train d'atterrissage) et testé (systèmes). En effet, une partie des réglages et des tests peut être réalisé sur le module, fixé sur un bâti. Ce module est ainsi assemblé à l'aéronef, le plus tard possible, dans le processus d'assemblage de la structure de l'aéronef ; du fuselage en particulier, préférentiellement en chaîne d'assemblage final pour minimiser les sommes immobilisées. Ceci permet : - de donner, avant l'assemblage du module, une grande accessibilité pour l'installation des systèmes, notamment dans la soute électronique, permettant ainsi le travail simultané sur un même aéronef d'un plus grand nombre d'opérateurs et donc la réduction du cycle critique, - de réduire les opérations d'assemblage et d'essais en chaîne d'assemblage final et - de travailler de manière ergonomique sur le module de train d'atterrissage, dans un atelier dédié, ce qui autorise aussi l'automatisation d'opérations d'assemblage et de test difficiles à automatiser. De plus, du point de vue de la maintenance, la mise en oeuvre de la présente invention facilite fortement les opérations de remplacement d'un module de train d'atterrissage, par exemple à la suite d'un atterrissage dur entraînant des endommagements de ce module ou de certains de ses éléments. On note aussi que la mise en oeuvre de la présente invention n'entraîne aucune modification des opérations courantes de maintenance sur le train d'atterrissage, les trappes et les systèmes associés. Comme autre avantage de la présente invention, on observe qu'elle n'implique pas de mettre en oeuvre des technologies nouvelles mais, au contraire, utilise des technologies d'assemblage connues, éprouvées et courantes dans l'industrie aéronautique, telles que le montage de bielles, les fixations par rivetage, le boulonnage, et sans risque industriel puisque les composants sont connus et les procédés élémentaires. Le module objet de la présente invention peut ainsi être assemblé à grande échelle et à faible coût. De plus, le module objet de la présente invention peut être utilisé dans de nombreux types d'aéronefs comportant une case de train d'atterrissage. Son utilisation permet de mettre en parallèle des opérations d'installation des systèmes et des opérations d'assemblage de la structure. L'utilisation de ce module permet la réduction du temps d'installation des systèmes et des essais associés. Selon des caractéristiques particulières, le module de train d'atterrissage d'aéronef objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre, un ensemble de systèmes associés au train d'atterrissage. Selon des caractéristiques particulières, le module de train d'atterrissage d'aéronef objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre, un système d'extension/rétraction du train qui permet la sortie du train de la case et sa rentrée dans la case. Selon des caractéristiques particulières, le module de train d'atterrissage d'aéronef objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre, des détecteurs de positions du train et de chaque trappe. Selon des caractéristiques particulières, le module de train d'atterrissage d'aéronef objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre, des boîtiers d'accrochage qui permettent de verrouiller le train et chaque trappe en position haute. Chacune de ces dispositions amplifie les avantages de la mise en oeuvre du module objet de la présente invention, tels que détaillés ci-dessus, puisque le module comporte ainsi une plus grande partie des systèmes associés et réduit donc les opérations tant d'assemblages que de vérifications et contrôles restant à effectuer à la suite de son intégration dans l'aéronef. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un aéronef qui comporte un module objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus. Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un procédé d'assemblage d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape d'assemblage d'un module objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus et - une étape d'assemblage dudit module dans la structure dudit aéronef. Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'assemblage d'un module comporte : - une étape d'assemblage de la structure du module sur un bâti, - une étape de montage, sur la structure, d'un ensemble de systèmes associés ou non au train d'atterrissage, - une étape de montage du train d'atterrissage et de chaque trappe sur la structure, - une étape de réglage de chaque trappe de train et - une étape d'essais fonctionnels d'essais. Selon des caractéristiques particulières, le procédé objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, parallèlement à l'étape d'assemblage du module, une étape de constitution de la structure aéronef, une étape d'installation de la soute électronique et une étape d'essais de systèmes installés des systèmes installés sur la structure aéronef. Il s'agit notamment des systèmes installés au niveau de la pointe avant de l'aéronef. Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'assemblage dudit module dans la structure de l'aéronef comporte : - une étape d'assemblage final de tronçons de l'aéronef et - une étape d'intégration du module dans l'aéronef. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de cet aéronef et de ce procédé, objets des deuxième et troisième aspects de la présente invention, étant similaires à ceux du module objet de la présente invention, tel que succinctement exposés ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation particulier du module objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation particulier d'une partie d'un aéronef objet de la présente invention et - la figure 3 représente, sous forme de logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. On observe, en figure 1, un module 10 comportant une structure de case 16 de train d'atterrissage, un train d'atterrissage 12, des roues 13 et des trappes 14 et 15. La case 16 de train est essentiellement formée par un caisson qui détermine un volume permettant de loger le train d'atterrissage dans la position rentrée, transmet les efforts du train d'atterrissage au reste de la structure de l'aéronef, par l'intermédiaire de la structure qui en forme une enveloppe, et assure l'étanchéité nécessaire entre l'intérieur du fuselage pressurisé et l'extérieur de l'aéronef. Le train d'atterrissage 12 comporte divers éléments structuraux, non détaillés sur les figures, dont les types et agencement peuvent varier d'un modèle de train d'atterrissage à un autre. Dans l'exemple de train d'atterrissage 12 avant de la figure 1, le train comporte de manière connue : - une jambe de train principale permettant la transmission des efforts des roues vers la structure de l'aéronef, la dite jambe comportant un fût articulé sur la structure de la case 16 dans lequel combine un piston duquel sont solidaires les roues et forment un amortisseur. - une contrefiche principale, qui permet de transmettre les efforts, suivant l'axe de l'aéronef, venant des roues 13 à la structure de l'aéronef ; - un compas qui empêche la rotation libre du piston par rapport au fût sans entraver le coulissement réciproque de ces deux parties ; Pour le fonctionnement du train d'atterrissage, la case 16 comporte également : - un système d'extension/rétraction du train d'atterrissage, - un système de direction qui permet de modifier l'orientation des roues du train d'atterrissage, - des détecteurs de positions du train 12 et des trappes 14 et 15. - éventuellement, des distributeurs hydrauliques ou des vérins électriques, - éventuellement, un système de freinage et - des câbles électriques et des tuyauteries hydrauliques. Comme on le comprend, à la lecture de ce qui précède, le module de train d'atterrissage 10 comporte un ensemble de systèmes associés au train d'atterrissage (ainsi, éventuellement que d'autres systèmes installés sur la partie extérieure de la case 16 qui se retrouvent en zone soute électronique après intégration du module 10. Selon les variantes, tout ou partie des systèmes exposés ci-dessus en regard de la figure 1 est incorporé dans le module 10. Préférentiellement, tous les systèmes associés au train d'atterrissage 12 sont incorporés dans ce module avant même qu'il soit assemblé au reste de la structure de l'aéronef. Le module 10 peut être utilisé dans de nombreux types d'aéronefs. Il permet la réalisation en parallèle des opérations d'installation des systèmes et des opérations d'assemblage de la structure. On observe, en figure 2, le module 10 intégré dans une pointe avant du fuselage d'un aéronef 19, lors de l'assemblage de cette pointe avant ou lors de l'assemblage final de l'aéronef. On observe, en figure 3, que, dans un mode de réalisation particulier, le procédé de fabrication d'un aéronef objet de la présente invention comporte deux phases : - une phase 20 de fabrication et de test du module 10 et - une phase 40 d'intégration du module 10 dans l'aéronef 19 et d'assemblage final de l'aéronef. La phase 20 de fabrication du module 10 comporte, une étape 21 de constitution de la structure de case 16 sur un bâti. Puis, au cours d'une étape 22, on effectue le montage, sur la structure de case 16, d'un ensemble de systèmes associés au train d'atterrissage : - une jambe de train d'atterrissage comportant un amortisseur, un système d'orientation (dans le cas d'un train avant) et un système de freinage (le plus souvent limité au cas des trains principaux, - un système d'extension/rétraction du train qui permet la sortie du train 12 de la case 16 et sa rentrée dans la case, - des détecteurs de positions du train 12 et de chaque trappe 14 et 15, - des boîtiers d'accrochage qui permettent de verrouiller le train 12 et chaque trappe 14 et 15 en position haute et - un système d'ouverture et de fermeture de chaque trappe 14 et 15 de la case 16 de train d'atterrissage. Cette étape 22 met en oeuvre des technologies d'assemblage connues, éprouvées et courantes dans l'industrie aéronautique, telles que le montage de bielles, les fixations par rivetage, le boulonnage, et sans risque industriel puisque les composants réalisés sont courants et les procédés élémentaires très répandus. Le module objet de la présente invention peut ainsi être assemblé à grande échelle et à faible coût. Puis, on effectue une étape 23 de montage du train d'atterrissage 12 et de chaque trappe 14 et 15 sur la structure de case 16 Le réglage des trappes de train puis une partie des essais fonctionnels (rentrée/sortie, sortie en mode secours) sont ensuite réalisés au cours d'une étape 24. Préférentiellement, l'ensemble des réglages et des tests est réalisé sur le module 10 fixé sur un bâti. Ainsi, pour l'ensemble des éléments du module 10, on travaille de manière ergonomique et sécurisée (actuellement, de nombreux incidents et accidents surviennent en chaîne lors des essais d'atterrisseurs), préférentiellement dans un atelier dédié et on automatise aisément les opérations effectuées. Parallèlement à la phase 20, on effectue une étape 30 d'assemblage de la structure aéronef, en particulier du fuselage, hors module 10, une étape 31 d'installation de la soute électronique, notamment meubles, équipements, harnais et tuyauteries et une étape 32 d'essais des systèmes installés sur la structure aéronef (étanchéité des tuyauteries, continuité et isolement des harnais si nécessaire). Au cours de la phase 40, on effectue, préférentiellement d'abord l'assemblage final de tronçons de l'aéronef, au moins du fuselage, étape 41, puis une étape 42 d'intégration du module 10 dans l'aéronef 19. Le module 10 est ainsi intégré sur l'aéronef, le plus tard possible dans le processus d'assemblage de la structure de l'aéronef ou du fuselage (idéalement en chaîne d'assemblage final pour minimiser les sommes immobilisées). On note que l'installation du module 10 permet celle du train d'atterrissage équipée de l'ensemble des systèmes (hydrauliques et électriques notamment), du train d'atterrissage et des trappes de train. Ce module arrive entièrement équipé, testé (systèmes) et réglé (trappes de train). En effet, l'ensemble des réglages et une partie des tests peut être réalisé sur le module, fixé sur un bâti. Lors d'une étape 43, on effectue des essais complémentaires. Lors d'une étape 50 de maintenance ou de réparation nécessitant le remplacement du train d'atterrissage, on peut remplacer le module 10 entièrement équipé, ce qui réduit la durée d'immobilisation de l'aéronef. Ainsi, en fonction des dommages, les éléments endommagés sont changés. Ce peut-être un équipement, un train ou bien le module 10. Grâce à la mise en oeuvre de la présente invention, on réduit les durées de cycle d'installation de la soute électronique en permettant une meilleure accessibilité puisque le module 10 comporte les éléments principaux qui sont associés au train d'atterrissage et qu'il est assemblé plus tard au cours d'une seule étape dans la structure de l'aéronef. Notamment dans la soute électronique, on permet ainsi le travail simultané d'un plus grand nombre d'opérateurs et donc la réduction d'un cycle critique de fabrication de l'aéronef. REVENDICATIONS1. Module (10) de train d'atterrissage (12) d'aéronef (19), caractérisé en ce qu'il comporte : - une structure de case (16) de train d'atterrissage, - le train d'atterrissage lié à ladite structure et - au moins une trappe (14, 15) de train d'atterrissage liée à ladite structure. 2. Module (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un ensemble de systèmes associés au train d'atterrissage. 3. Module (10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un système d'extension/rétraction du train qui permet la sortie du train (12) de la case (16) et sa rentrée dans la case. 4. Module (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des détecteurs de positions du train (12) et de chaque trappe (14 et 15). 5. Module (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre des boîtiers d'accrochage qui permettent de verrouiller le train (12) et chaque trappe (14 et 15) en position haute. 6. Aéronef (19), caractérisé en ce qu'il comporte un module (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Procédé de fabrication d'un aéronef (19), caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape (20) d'assemblage d'un module (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et - une étape (40) d'assemblage dudit module dans la structure dudit aéronef. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape (20) d'assemblage du module (10) comporte : - une étape (21) d'assemblage de la structure du module sur un bâti, - une étape (22) de montage, sur la structure, d'un ensemble de systèmes associés ou non au train d'atterrissage - une étape (23) de montage du train d'atterrissage (12) et de chaque trappe (14 et 15) sur la structure, - une étape (24) de réglage de chaque trappe de train et - une étape (24) d'essais fonctionnels. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte, parallèlement à l'étape (20) d'assemblage du module (10), une étape (30) de constitution de la structure aéronef, une étape (31) d'installation de la soute électronique et une étape (32) d'essais des systèmes installés sur la structure aéronef. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'étape (40) d'assemblage dudit module dans la structure de l'aéronef (19) comporte : - une étape (41) d'assemblage final des tronçons de l'aéronef et - une étape (42) d'intégration du module (10) dans l'aéronef.