Brevet FR3030442A1 — publié le 20160624

POINTE AVANT D'AERONEF EQUIPEE D'UN CADRE DE JONCTION ENTRE LA CASE DE TRAIN D'ATTERRISSAGE ET LA PEAU EXTERIEURE DU FUSELAGE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte à une partie avant d'aéronef, également dénommée pointe avant, comprenant une case de train d'atterrissage logeant un train d'atterrissage avant. L'invention s'applique à tous les types d'aéronefs. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE La pointe avant des aéronefs a fait l'objet de nombreux développements visant à optimiser sa masse, son volume, son coût, sa sécurité, sa facilité de fabrication, de maintenance, etc. Une telle pointe avant est par exemple connue des documents FR 2 910 875 et US 7 784 736. Malgré l'existence de nombreuses réalisations, l'environnement de la case de train d'atterrissage de la pointe avant peut encore être optimisé, en particulier de manière à faciliter le montage des trappes de fermeture de la case de train, lors de l'assemblage de la pointe avant ou en maintenance. Habituellement, la case de train est définie par trois ou cinq panneaux raidis. Des chapes d'articulation des trappes de fermeture sont fixées aux parois latérales de cette case de train, qui est elle-même fixée au fuselage, en regard d'une ouverture de passage de train pratiquée à travers la peau extérieure du fuselage. Après le montage de la case sur le fuselage, il est réalisé une opération de réglage du positionnement des trappes par rapport à ladite ouverture pratiquée dans la peau extérieure, de façon à réduire autant que possible les jeux entre cette peau et le bord des trappes. En plus de requérir des moyens spécifiques pour le réglage du positionnement des trappes, comme des cales associées aux chapes d'articulation de ces trappes, l'opération de centrage est pénalisante en termes de coûts et de temps. Parfois, elle nécessite même des reprises du contour des trappes et/ou de l'ouverture dans la peau extérieure du fuselage. Il existe donc un besoin d'optimisation de la conception de l'environnement de la case de train avant, visant en particulier à faciliter le réglage des trappes de fermeture de la case de train. EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour répondre à ce besoin, l'invention a tout d'abord pour objet une pointe avant d'aéronef comprenant un fuselage, une case de train, un train d'atterrissage avant logé dans la case de train, et au moins une trappe de fermeture de la case de train, ledit fuselage comprenant une peau extérieure pourvue d'une ouverture pour le passage du train d'atterrissage. Selon l'invention, la pointe avant comporte en outre un cadre de jonction entre la case de train et la peau extérieure du fuselage, le cadre de jonction longeant ladite ouverture de la peau extérieure du fuselage et comprenant : - une semelle en appui sur la peau extérieure du fuselage et fixée à celle-ci, la semelle définissant un passage de train d'atterrissage configuré pour être obturé par ladite au moins une trappe de fermeture lorsque celle-ci occupe une position fermée ; et - des organes de support de ladite au moins une trappe de fermeture. L'invention est avantageuse en ce que le montage de la / des trappes de fermeture est facilité par rapport aux solutions de l'art antérieur. En effet, ces trappes sont directement montées sur le cadre de jonction, ce qui permet de bénéficier d'un positionnement précis par rapport au passage de train défini par ce même cadre de jonction, bordurant ainsi l'ouverture de la peau extérieure. En d'autres termes, ce positionnement précis est obtenu par construction, sans être conditionné par la précision de montage des éléments constitutifs de la pointe avant de l'aéronef. En outre, le cadre de jonction est équipé d'une semelle configurée pour être en appui sur la peau extérieure de fuselage, le long du contour de l'ouverture pratiquée dans cette peau. Avantageusement, cet assemblage ne requiert qu'une faible précision, et n'emporte aucune conséquence sur le centrage des trappes dans le passage du cadre de jonction. L'invention offre ainsi des gains en termes de temps et de coûts de montage et de réglage des trappes de fermeture de la case de train. Ces gains sont observés non seulement au moment de l'assemblage de la pointe avant, mais également lors d'opérations de maintenance visant à démonter! remplacer les trappes. L'invention présente au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. Le cadre comprend également une âme, et lesdits organes de support sont portés par la semelle et/ou l'âme. La case de train est fixée sur l'âme du cadre de jonction. Le cadre présente, en section transversale, une forme globale de T retourné. Au moins l'un des deux éléments parmi la semelle du cadre de jonction et la peau extérieure du fuselage est équipé d'un soyage ou d'un lamage, pour la réception de l'autre des deux éléments. La peau extérieure du fuselage recouvre extérieurement la semelle du cadre de jonction, ou inversement. Le cadre de jonction est également équipé de paliers d'articulation d'une jambe d'atterrisseur et/ou d'une contrefiche briseuse du train d'atterrissage. Le cadre de jonction est réalisé à partir d'une seule pièce, ou bien à l'aide d'une pluralité de pièces boulonnées ou soudées les unes aux autres. La case de train est réalisée à partir de cinq panneaux raidis, assemblés les uns aux autres. Alternativement, il peut s'agir de seulement trois panneaux raidis. L'invention a également pour objet un aéronef comprenant une pointe avant telle que décrite ci-dessus. L'invention a aussi pour objet un procédé d'assemblage d'une telle pointe avant, comprenant les étapes consistant à : a) fixer le cadre de jonction sur la peau extérieure du fuselage ; b) fixer le cadre de jonction sur la case de train ; l'ordre de mise en oeuvre des étapes a) et b) étant indifférent. Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, la peau extérieure du fuselage recouvre extérieurement la semelle du cadre de jonction, et l'étape a) comprend la mise en place du cadre de jonction depuis l'intérieur du fuselage. D'ailleurs, il est noté que l'étape a) peut être mise en oeuvre antérieurement ou postérieurement à l'étape b). Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, la semelle du cadre de jonction recouvre extérieurement la peau extérieure du fuselage, et l'étape a) comprend la mise en place du cadre de jonction depuis l'extérieur du fuselage. De préférence, la mise en oeuvre de l'étape b) s'effectue alors antérieurement à la mise en oeuvre de l'étape a). De cette manière, c'est un module unique comprenant le cadre de jonction et la case de train qui peut être manipulé depuis l'extérieur du fuselage, lors de la mise en oeuvre de l'étape a). Quel que soit le mode de réalisation envisagé parmi les deux exposés ci-dessus, les trappes peuvent être montées sur le cadre de jonction avant ou après les opérations a) et b), ou bien encore entre ces deux opérations. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue de côté d'un aéronef comprenant une pointe avant selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue partiellement éclatée en perspective de la pointe avant de l'aéronef, selon un premier mode de réalisation préféré ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un cadre de jonction 10 entre la peau extérieure du fuselage et la case de train d'atterrissage ; - les figures 3a et 3b sont des vues similaires à celle de la figure 3, avec le cadre de jonction se présentant sous la forme d'autres exemples de réalisation ; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, avec le cadre portant les trappes de fermeture de la case de train ; - la figure 5 est une vue en coupe transversale de l'environnement de la case de train, avec l'une des trappes représentée en position fermée ; - la figure 6 est une vue en perspective de l'environnement de la 20 case de train, avec l'une des trappes représentée en position ouverte ; - les figures 7a et 7b schématisent différentes étapes d'un procédé d'assemblage de la pointe avant montrée sur les figures précédentes ; et - la figure 8 schématise une étape d'un procédé d'assemblage d'une pointe avant selon un second mode de réalisation préféré de l'invention. 25 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence à la figure 1, il est représenté un aéronef 100 du type avion commercial, comprenant une pointe avant 1 selon l'invention. Dans toute la description qui va suivre, par convention, X correspond à la direction longitudinale de l'aéronef, Y à la direction orientée transversalement par rapport à celui-ci, et Z à la direction verticale ou de la hauteur, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre-elles. D'autre part, les termes « avant» et « arrière » sont à considérer par rapport à une direction d'avancement de l'aéronef rencontrée suite à la poussée exercée par les turboréacteurs, cette direction étant représentée schématiquement par la flèche 3. En référence aux figures 1 et 2, la pointe avant 1 comprend tout d'abord, dans sa partie la plus arrière, une zone pressurisée 2 au sein de laquelle se trouve un plancher de séparation 8 entre un compartiment pressurisé supérieur 4 généralement dédié au transport de personnes, et un compartiment pressurisé sous plancher 6 habituellement dédié à l'entreposage de matériels techniques propres à l'aéronef et/ou à l'entreposage de la charge marchande. D'une manière plus précise, le compartiment pressurisé supérieur 4 comprend généralement, de l'avant vers l'arrière, le cockpit 7 de l'aéronef suivi de la cabine passagers 9. D'autre part, le compartiment pressurisé sous plancher 6 comprend généralement, de l'avant vers l'arrière, une zone dite soute technique dédiée à l'entreposage de matériels techniques propres à l'aéronef, suivie d'une zone dite soute cargo dédiée à l'entreposage de la charge marchande. La zone pressurisée 2 est délimitée vers l'avant par une paroi 10, qui définit également, vers l'avant, une zone de radôme non pressurisée 14 servant au logement d'un ensemble radar. A l'arrière de la paroi 10 du radôme, la pointe avant est délimitée radialement par un fuselage 15, comprenant une peau extérieure 16 supportée par des cadres de fuselage 17. A l'avant du compartiment pressurisé sous plancher 6, il est prévu une case de train d'atterrissage avant 20, dont l'intérieur n'est préférentiellement pas pressurisé. La case de train 20 loge un train d'atterrissage avant 30, représenté à l'état sorti sur la figure 1. Le train avant 30 est du type classique et connu de l'homme du métier. Il comprend globalement une jambe d'atterrisseur 32 montée articulée à l'une de ses extrémités, et porte un ensemble de roues 34 à son autre extrémité. Il comporte également un ou plusieurs vérins de déploiement (non représentés), ainsi qu'une contrefiche briseuse 36 généralement réalisée à partir de deux segments articulés l'un sur l'autre, et dont l'extrémité basse est montée articulée sur la jambe 32. En référence aux figures 2 à 6, il va être décrit l'environnement de la case de train 20, spécifique à l'invention. Tout d'abord, il est noté que cette case de train avant 20 est de forme globale parallélépipédique, formée à l'aide de cinq panneaux raidis assemblés les uns aux autres. La sixième face de la case 20 reste ouverte vers le bas, pour le passage du train d'atterrissage 30. Cette face ouverte est agencée en correspondance avec une ouverture 40 pratiquée à travers la peau 16 du fuselage 15, toujours pour permettre le passage du train avant 30. L'une des particularités de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'un cadre de jonction 50 assurant l'interface mécanique entre la case de train avant 20 et la peau 16. Plus précisément, le cadre de jonction 50 présente une forme globale rectangulaire suivant le contour de l'ouverture 40 de la peau, assurant ainsi son bordurage. En section transversale, le cadre de jonction 50 présente la forme globale d'un T retourné, avec une semelle 52 orientée vers le bas par rapport à l'âme 54, parallèle à la direction Z. L'angle n'est pas nécessairement droit entre l'âme et la semelle, cette dernière pouvant en effet être incurvée et inclinée de manière à épouser localement la peau de fuselage 16, au niveau du contour de son ouverture 40. En effet, la semelle 52 est superposée selon la direction Z à la peau 16, un appui direct étant préférentiellement retenu entre les deux éléments fixés l'un à l'autre par rivets, boulons ou similaires. Le cadre de jonction 50 comporte donc quatre sections jointes bout à bout pour l'obtention de sa forme globale rectangulaire. Ces sections sont réalisées d'une seule pièce à partir d'un élément usiné ou moulé, ou bien ces quatre sections sont soudées les unes aux autres. Le cadre 50 est préférentiellement réalisé en matériau métallique. La semelle 52 du cadre 50 présente un chant intérieur 56 définissant intérieurement un passage 58 pour le train d'atterrissage, ce passage adoptant également une section de forme globale rectangulaire. Le passage 58 est destiné à être obturé par des trappes de fermeture 62, par exemple trois trappes parmi lesquelles deux trappes latérales, et une trappe arrière. Le cadre de jonction 50 comporte des organes de support servant à l'articulation de ces trappes 62. Il s'agit ici de nervures 64 trouées pour le passage d'un axe d'articulation. Alternativement, il pourrait s'agir de chapes. Chaque nervure 64 est préférentiellement portée par l'âme 54 et la semelle 52. Elle est réalisée d'une seule pièce avec le reste du cadre 50, ou bien rapportée par soudure sur l'âme et la semelle. Chaque trappe de fermeture 62 est équipée de plusieurs organes de liaison mécanique en forme de col de cygne, référencés 66, chacun articulé sur une nervure 64. En position fermée, les trappes 62 obturent le passage 58, de manière assurer une jonction aérodynamique satisfaisante, notamment en limitant le jeu entre le chant extérieur des trappes 62 et le chant intérieur 56 de la semelle 52. En étant directement montées sur le cadre de jonction, les trappes 62 sont ainsi positionnées de manière très précise dans le passage 58, par construction. L'extrémité basse de la case de train 20 est fixée sur l'âme 54 du cadre 50, également par rivets, boulons, ou similaires. Cette fixation s'effectue tout le long du cadre, au niveau des zones de recouvrement entre les panneaux raidis de la case 20 et l'âme 54. En outre, comme évoqué ci-dessus, la semelle 52 du cadre de jonction 50 est fixée sur la peau 16, cette dernière recouvrant extérieurement la semelle. Par conséquent, cet assemblage ne requiert qu'une faible précision, et n'emporte aucune conséquence sur le positionnement des trappes qui restent parfaitement centrées dans le passage 58 du cadre de jonction 50. Le montage et le réglage du positionnement des trappes 62 s'en trouvent facilités, aussi bien lors de l'assemblage de la pointe avant 1 que lors d'opérations de maintenance visant à démonter! remplacer les trappes. Pour améliorer les performances aérodynamiques, la semelle 52 est équipée d'un lamage 72 recevant la peau extérieure 16. Ce lamage peut être remplacé par un soyage dans le cas où une épaisseur constante de matière serait désirée sur la semelle. Il permet d'obtenir une continuité entre la surface extérieure de la peau 16 et la surface extérieure de l'autre partie de la semelle 52, celle qui assure également la continuité aérodynamique avec la surface extérieure des trappes 62 en position fermée. Un soyage ou lamage analogue pourrait d'ailleurs être prévu au niveau de la jonction aérodynamique entre les bords des trappes 62 et le contour de l'ouverture 40 au sein de la peau 16. Enfin, il est indiqué que pour des facilités d'assemblage, le cadre de jonction 50 peut également être équipé de paliers 51, 51' d'articulation de la jambe d'atterrisseur et/ou de la contrefiche briseuse, comme cela a été représenté sur les figures 3a et 3b. Pour ce faire, les paliers 51 sont fixés à l'âme 54, et une armature 53 les relie aux paliers 51' lorsque ceux-ci équipent le cadre de jonction 50, tel que cela est le cas sur l'exemple de la figure 3b. Sur les figures 7a et 7b, il a été représenté plusieurs étapes d'un procédé d'assemblage de la pointe avant 1 de l'aéronef. Tout d'abord, le cadre de jonction 50 est amené en position sur la peau extérieure de fuselage 16, depuis l'intérieur du fuselage 15. Cette mise en place est achevée lorsque la semelle 52 est en appui sur le contour de l'ouverture 40 de la peau 16. Le lamage 72 peut aider au centrage du cadre 50 sur l'ouverture 40. Ensuite, les éléments superposés 16, 52 sont assemblés par rivetage ou par une technique similaire. Le procédé est poursuivi en fixant la case de train sur l'âme 54 du cadre, également par rivetage ou par une technique similaire. Dans un second mode de réalisation préféré de l'invention schématisé sur la figure 8, c'est la semelle 52 qui recouvre la peau 16, et non l'inverse comme dans le premier mode. De ce fait, l'étape de mise en place et de fixation du cadre 50 sur la peau 16 s'effectue depuis l'extérieur du fuselage. En outre, il est possible de réaliser en premier lieu la fixation de la case de train 20 sur le cadre 50, afin d'obtenir un module qui est ensuite déplacé dans son ensemble depuis l'extérieur du fuselage 1 vers l'ouverture 40. Ce module est stoppé lorsque la semelle 52 entre en contact avec le contour de l'ouverture 40 de la peau 16, ici équipée du lamage 72. 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.15 REVENDICATIONS1. Pointe avant d'aéronef (1) comprenant un fuselage (15), une case de train (20), un train d'atterrissage avant (30) logé dans la case de train, et au moins une trappe (62) de fermeture de la case de train, ledit fuselage comprenant une peau extérieure (16) pourvue d'une ouverture (40) pour le passage du train d'atterrissage (30), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un cadre de jonction (50) entre la case de train (20) et la peau extérieure (16) du fuselage, le cadre de jonction longeant ladite ouverture (40) de la peau extérieure (16) et comprenant : - une semelle (52) en appui sur la peau extérieure (16) du fuselage et fixée à celle-ci, la semelle définissant un passage de train d'atterrissage (58) configuré pour être obturé par ladite au moins une trappe de fermeture (62) lorsque celle-ci occupe une position fermée ; et - des organes (64) de support de ladite au moins une trappe de fermeture (62). 2. Pointe avant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cadre (50) comprend également une âme (54), et en ce que lesdits organes de support (64) sont portés par la semelle (52) et/ou l'âme (54). 3. Pointe avant selon la revendication 2, caractérisée en ce que la case de train (20) est fixée sur l'âme (54) du cadre de jonction (50). 4. Pointe avant selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que le cadre (50) présente, en section transversale, une forme globale de T retourné. 5. Pointe avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins l'un des deux éléments parmi la semelle (52) du cadre de jonction et la peau extérieure (16) du fuselage est équipé d'un soyage ou d'un lamage (72), pour la réception de l'autre des deux éléments. 6. Pointe avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la peau extérieure (16) du fuselage recouvre extérieurement la semelle (52) du cadre de jonction (50), ou inversement. 7. Pointe avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cadre de jonction (50) est également équipé de paliers d'articulation (51) d'une jambe d'atterrisseur (32) et/ou d'une contrefiche briseuse (36) du train d'atterrissage (30). 8. Pointe avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cadre de jonction (50) est réalisé à partir d'une seule pièce, ou bien à l'aide d'une pluralité de pièces soudées les unes aux autres. 9. Pointe avant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la case de train (20) est réalisée à partir de cinq panneaux raidis, assemblés les uns aux autres. 25 10. Aéronef (100) comprenant une pointe avant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 15 20 11. Procédé d'assemblage d'une pointe avant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : a) fixer le cadre de jonction (50) sur la peau extérieure (16) du fuselage ; b) fixer le cadre de jonction (50) sur la case de train (20) ; l'ordre de mise en oeuvre des étapes a) et b) étant indifférent. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la peau extérieure (16) du fuselage recouvre extérieurement la semelle (52) du cadre de jonction (50), et en ce que l'étape a) comprend la mise en place du cadre de jonction (50) depuis l'intérieur du fuselage (15). 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la semelle (52) du cadre de jonction (50) recouvre extérieurement la peau extérieure (16) du fuselage, et en ce que l'étape a) comprend la mise en place du cadre de jonction (50) depuis l'extérieur du fuselage (15). 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la mise en oeuvre de l'étape b) s'effectue antérieurement à la mise en oeuvre de l'étape a).25