Brevet FR3051176A1 — publié le 20171117

PROCEDE D'ASSEMBLAGE D'UN TRONCON DE FUSELAGE D'UN AERONEF A L'AIDE D'UN MODULE D'ASSEMBLAGE ET TRONCON DE FUSELAGE D'AERONEF ASSEMBLE SELON LEDIT PROCEDE La présente demande se rapporte à un procédé d'assemblage d'un tronçon de fuselage d'un aéronef à l'aide d'un module d'assemblage ainsi qu'à un tronçon de fuselage d'aéronef assemblé selon ledit procédé. Sur la figure 1, on a représenté un aéronef 10 qui comprend un fuselage 12 formé de plusieurs tronçons disposés bout à bout. Pour la suite de la description, l'axe longitudinal de l'aéronef correspond à l'axe qui relie la pointe avant à la pointe arrière de l'aéronef. Une direction longitudinale est une direction parallèle à l'axe longitudinal. Une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal. Un plan longitudinal est un plan qui passe par l'axe longitudinal. Un plan transversal est un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal. Sur les figures 2A et 2B, on a représenté une pointe avant 14 d'un aéronef qui correspond au tronçon situé le plus à l'avant de l'aéronef. Comme tous les tronçons, la pointe avant 14 comprend une structure primaire 16 qui comporte des raidisseurs transversaux appelés cadres, des raidisseurs longitudinaux appelés lisses et une peau qui forme l'enveloppe extérieure de l'aéronef. La pointe avant 14 comprend un plancher 18 relié à la structure primaire 16 qui divise la pointe avant en deux zones, une zone supérieure qui correspond à une cabine de pilotage 20 et une zone inférieure qui correspond à une soute avionique 22. La pointe avant 14 comprend également une structure secondaire 24 qui comporte des panneaux qui cloisonnent et recouvrent l'intérieur de la structure primaire 16 et différents équipements, accessoires, meubles 26.1 à 26.7 qui sont reliés à la structure primaire 16. Pour la suite de la description, on entend par élément de la structure secondaire tous les éléments formant la structure secondaire qui sont positionnés à l'intérieur de la structure primaire 16 et reliés à cette dernière, tels que des panneaux, des cloisons, des équipements, des accessoires, des meubles, ... 3051176 2 Selon l'art antérieur, un procédé d'assemblage d'une pointe avant 14 d'un aéronef comprend les étapes suivantes : une première étape d'assemblage de la structure primaire 16 de la pointe avant 14, une deuxième étape de mise en place du plancher 18 dans la structure primaire 16, 5 une troisième étape d'installation et de fixation des différents éléments de la structure secondaire 24 dans la structure primaire 16. Les différents éléments de la structure secondaire 24 sont installés dans la structure primaire 16 indépendamment les uns des autres. Ainsi, chacun d'eux comprend un système de positionnement et de fixation à la structure primaire 16 qui lui est propre et qui est distinct 10 de celui des autres éléments de la structure secondaire 24. Selon ce procédé d'assemblage, les trois étapes d'assemblage sont nécessairement réalisées les unes à la suite des autres. Or, la troisième étape d'installation et de fixation des différents éléments de la structure secondaire 24 dans la structure primaire 16 est une étape relativement longue (les éléments de la structure secondaire étant installés un par un) qui 15 tend à ralentir la cadence de production d'une chaîne d'assemblage d'aéronef. Cette troisième étape est d'autant plus longue que les éléments de la structure secondaire 24 doivent être fixés à la structure primaire 16 avec une précision en matière de positionnement relativement élevée. La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur. 20 A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'assemblage d'un tronçon de fuselage d'aéronef, ledit tronçon comprenant une structure primaire et des éléments d'une structure secondaire positionnés dans la structure primaire. Selon l'invention, le procédé d'assemblage se caractérise en ce qu'il comprend une étape de positionnement et de fixation des éléments de la structure secondaire dans un module d'assemblage autoporteur et une étape 25 d'introduction et de fixation du module d'assemblage autoporteur équipé des éléments de la structure secondaire dans la structure primaire. Selon l'invention, le module d'assemblage autoporteur est assemblé et équipé des différents éléments de la structure secondaire concomitamment à l'assemblage de la structure primaire. Ainsi, le montage des éléments de la structure secondaire est réalisé en temps masqué ce qui contribue à améliorer la cadence d'assemblage des aéronefs. 3051176 3 L'invention a également pour objet un tronçon de fuselage d'aéronef comprenant une structure primaire et des éléments d'une structure secondaire positionnés dans la structure primaire, caractérisé en ce que le tronçon de fuselage comprend un module d'assemblage autoporteur auquel sont reliés les éléments de la structure secondaire et au moins un 5 système d'immobilisation configuré pour immobiliser le module d'assemblage autoporteur par rapport à la structure primaire. Avantageusement, le module d'assemblage autoporteur comprend un plancher et une paroi raidie en forme de voûte, ladite paroi raidie ayant des formes extérieures qui épousent des formes intérieures de la structure primaire. 10 Selon un mode de réalisation, chaque système d'immobilisation comprend d'une part une tige reliée par une liaison pivotante au module d'assemblage autoporteur et qui comporte une tête à une première extrémité et un panneton à une seconde extrémité, et d'autre part, une plaque reliée à la structure primaire et qui comporte un orifice comprenant une section identique au jeu de fonctionnement près à la section de la tige et du panneton. 15 De préférence, chaque système d'immobilisation comprend un élément élastique interposé entre la tête de la tige et le module d'assemblage autoporteur de manière à limiter l'apparition de contraintes. Selon une configuration, pour chaque système d'immobilisation, le module d'assemblage autoporteur comprend un trou traversant orienté selon une direction radiale et qui 20 comprend une section identique au jeu de fonctionnement près à la section de la tige et du panneton. Avantageusement, le tronçon de fuselage d'aéronef comprend un système de guidage configuré pour guider selon une direction longitudinale le module d'assemblage autoporteur dans la structure primaire. 25 Selon un mode de réalisation, le système de guidage comprend d'une part deux rails orientés selon la direction longitudinale, reliés à la structure primaire et disposés de part et d'autre du module d'assemblage autoporteur, et d'autre part, des roues reliées au module d'assemblage autoporteur et configurées pour rouler sur les rails. Selon une configuration, chaque rail a dans un plan transversal une section en U qui 30 comprend une base avec une surface supérieure qui forme une surface de roulage pour les roues et deux ailes entre lesquelles les roues sont guidées. 3051176 4 Dans le cas d'une pointe avant d'un aéronef, les roues sont reliées au module d'assemblage autoporteur par une liaison pivotante glissante pour leur permettre de suivre les rails courbes. Avantageusement, le tronçon de fuselage d'aéronef comprend au moins une butée pour 5 limiter le mouvement du module d'assemblage autoporteur par rapport à la structure primaire selon la direction longitudinale. L'invention a également pour objet un aéronef comprenant au moins un tronçon de fuselage conforme à l'invention. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de 10 l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une vue de côté d'un aéronef, - La figure 2A est une représentation schématique d'une structure primaire d'une pointe avant d'un aéronef qui illustre un mode de réalisation de l'art antérieur, 15 - La figure 2B est une représentation schématique de la pointe avant visible sur la figure 2A équipé de différents éléments d'une structure secondaire, - La figure 3 est une représentation schématique d'un module d'assemblage équipé, prêt à être introduit dans une structure primaire d'une pointe avant d'un aéronef qui illustre un mode de réalisation de l'invention, 20 - La figure 4 est une représentation schématique d'une structure primaire qui illustre un mode de réalisation de l'invention, - La figure 5 est une représentation schématique d'un module d'assemblage équipé de différents éléments d'une structure secondaire qui illustre un mode de réalisation de l'invention, 25 - La figure 6A est une représentation schématique du module d'assemblage visible sur la figure 5 lors de son introduction dans la structure primaire visible sur la figure 4, - La figure 6B est une représentation schématique du module d'assemblage équipé positionné dans la structure primaire, - La figure 7 est une représentation schématique en vue de dessus d'un module 30 d'assemblage positionné dans une structure primaire d'une pointe avant d'un aéronef qui illustre un mode de réalisation de l'invention, 3051176 5 La figure 8 est une coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 7 d'un système de guidage du module d'assemblage par rapport à la structure primaire qui illustre un mode de réalisation de l'invention, La figure 9 est une coupe selon la ligne IX-IX de la figure 7 d'un système 5 d'immobilisation du module d'assemblage dans la structure primaire qui illustre un mode de réalisation de l'invention, et La figure 10 est une vue en perspective du système d'immobilisation visible sur la figure 9. Sur les différentes figures 3 à 5, 6A, 6B et 7, on a représenté en 28 une pointe avant d'un 10 aéronef. Comme illustré sur la figure 6B, cette pointe avant 28 comprend une structure primaire 30, une structure secondaire 32 ainsi qu'un plancher 34. La structure primaire 30 comprend des raidisseurs transversaux appelés cadres 36, des raidisseurs longitudinaux appelés lisses 38 et une peau 40 qui forme l'enveloppe extérieure 15 de l'aéronef. La structure primaire 30 n'est pas plus détaillée car elle peut être identique à celle de l'art antérieur. La structure secondaire 32 comprend différents éléments 42 tels que des panneaux, des cloisons, des équipements, des accessoires, des meubles, ... qui sont positionnés dans la structure primaire 30. Ces différents éléments ne sont pas décrits car ils sont identiques à 20 ceux de l'art antérieur. Le plancher 34 sépare la pointe avant 28 en deux zones, une première zone supérieure 44 positionné au-dessus du plancher 34 qui correspond à une cabine de pilotage dans le cas de la pointe avant 38 et une seconde zone inférieure 46 positionné au-dessous du plancher 34 qui correspond à une soute avionique dans le cas de la pointe avant 38. 25 Selon une caractéristique de l'invention, la pointe avant 28 comprend un module 48 d'assemblage autoporteur, équipé des éléments 42 de la structure secondaire 32 et configuré pour être introduit dans la structure primaire 30 et relié à cette dernière. Par autoporteur, on entend que le module d'assemblage comprend une structure suffisamment rigide pour être manipulée lorsque le module d'assemblage 48 est équipé des 30 différents éléments 42 de la structure secondaire 32. 3051176 6 Ce module d'assemblage autoporteur 48 comprend le plancher 34 et une paroi raidie 52 en forme de voûte. La paroi raidie 52 comporte deux bords 54 qui sont reliés au plancher 34. Le plancher 34 n'est pas plus détaillé car il peut avoir la même structure que dans l'art antérieur. 5 Selon un mode de réalisation, la paroi raidie 52 est réalisée en matériau composite et comprend des renforts qui lui confèrent sa rigidité. La paroi raidie 52 a des formes extérieures qui épousent les formes intérieures de la structure primaire 30. De préférence, la paroi raidie 52 comprend une surface intérieure 56 configurée pour assurer 10 la fonction d'habillage des parois de la cabine de pilotage, à la manière des panneaux d'habillage de la structure secondaire selon l'art antérieur. Les différents éléments 42 de la structure secondaire 24 sont reliés au module d'assemblage autoporteur 48 par des systèmes de fixation appropriés qui peuvent être identiques à ceux utilisés pour les fixer à la structure primaire selon l'art antérieur. 15 Dans le cas d'une pointe avant 28, le module d'assemblage autoporteur 48 est équipé des différents câblages, des commandes de vol, d'une console centrale et des différents meubles, préalablement à son introduction dans la structure primaire 30. Selon l'invention, la structure primaire 30 est assemblée et le module d'assemblage autoporteur 48 est assemblé et équipé des différents éléments 42 de la structure secondaire 20 32 concomitamment. Ainsi, le montage des éléments 42 de la structure secondaire 32 est réalisé en temps masqué ce qui contribue à améliorer la cadence d'assemblage des aéronefs. Tous les éléments 42 de la structure secondaire 32 et le plancher 34 sont introduits et positionnés lors d'une unique opération dans la structure primaire 30 ce qui tend à réduire le temps d'assemblage. 25 Le positionnement de manière précise des différents éléments 42 de la structure secondaire 32 est réalisé lors du montage de ces éléments 42 dans le module d'assemblage autoporteur 48. Contrairement à l'art antérieur, ce positionnement précis a un faible impact sur le temps d'assemblage de l'aéronef car il est réalisé en temps masqué. La pointe avant 28 comprend un système de guidage 58 pour faciliter l'introduction du 30 module d'assemblage autoporteur 48 dans la structure primaire 30. Ce système de guidage 3051176 7 58 est également configuré pour assurer un positionnement adéquat du module d'assemblage autoporteur 48 par rapport à la structure primaire 30. De préférence, le système de guidage 58 comprend d'une part deux rails 60, 60' orientés selon la direction longitudinale, reliés à la structure primaire 30 et disposés de part et d'autre 5 du module d'assemblage autoporteur 48, et d'autre part, des roues 62 reliées au module d'assemblage autoporteur 48 et configurées pour rouler sur les rails 60, 60'. Dans le cas de la pointe avant 28 d'un aéronef, les deux rails 60, 60' sont courbes pour suivre le profil courbe de l'intérieur de la structure primaire 30, comme illustré sur la figure 7. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 7, chaque rail 60, 60' est relié aux cadres 36 10 de la structure primaire 30. Chaque rail 60, 60' comprend une surface de roulage pour les roues 62, les surfaces de roulage des deux rails 60, 60' étant disposées dans un même plan horizontal. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 8, chaque rail 60, 60' a dans un plan transversal une section en U qui comprend une base 64 dont la surface supérieure forme une des surfaces de 15 roulage et deux ailes 66 entre lesquelles les roues 62 sont guidées. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 8, chaque roue 62 comprend un axe de rotation A62 relié par une liaison pivotante 68 à la surface raidie 52 du module d'assemblage autoporteur 48. Selon une configuration, le module d'assemblage 48 comprend quatre roues 62, deux pour chaque rail 60, 60'. Dans le cas de la pointe avant 28 d'un aéronef, la liaison 20 pivotante 68 est de type glissante, comme illustré sur les figures 7 et 8, pour permettre aux roues 62 de suivre la courbure des rails 60, 60'. De préférence, les axes de rotation A62 sont disposés dans un même plan horizontal. Avantageusement, la pointe avant 28 comprend au moins une butée 70 pour limiter le mouvement du module d'assemblage autoporteur 48 par rapport à la structure primaire 30 25 selon la direction longitudinale. Selon un mode de réalisation, chaque butée 70 est fixée à un des rails 60, 60' et elle est positionnée de manière adéquate sur le rail 60, 60' pour qu'au moins une des roues 62 du module d'assemblage autoporteur 48 soit en contact avec ladite butée 70 lorsque le module d'assemblage autoporteur 48 est positionné correctement selon la direction longitudinale par rapport à la structure primaire 30. Selon un mode de 30 réalisation, chaque rail 60, 60' comprend une butée 70. 3051176 8 Le système de guidage 58 et la ou les butée(s) 70 sont configurés pour obtenir un positionnement précis du module d'assemblage autoporteur 48 par rapport à la structure primaire 30. Tous les éléments 42 de la structure secondaire 32 étant positionnés de manière précise par rapport au module d'assemblage autoporteur 48, ils sont de fait positionnés de 5 manière précise par rapport à la structure primaire 30 du fait du positionnement précis du module d'assemblage autoporteur 48 par rapport à la structure primaire 30. Selon une autre caractéristique, la pointe avant 28 comprend au moins un système d'immobilisation 72 du module d'assemblage autoporteur 48 par rapport à la structure primaire 30. 10 Avantageusement, chaque système d'immobilisation 72 est un verrou à quart de tour. Selon un mode de réalisation, chaque système d'immobilisation 72 comprend d'une part une tige 74 reliée au module d'assemblage autoporteur 48 par une liaison pivotante 76 et qui comporte un panneton 78, et d'autre part, une plaque 80 reliée à la structure primaire 30 et qui comporte un orifice 82 dont la section est identique au jeu de fonctionnement près à la 15 section de la tige 74 et de son panneton 78. La plaque 80 est une équerre avec deux ailes, une première aile 80.1 disposée dans un plan transversal et reliée à un cadre 36 de la structure primaire 30 et une seconde aile 80.2 disposée dans un plan perpendiculaire à la direction radiale et qui comprend l'orifice 82. La tige 74 comprend à une première extrémité une tête 84 qui comprend des formes 20 permettant de faire pivoter la tige 74. Le module d'assemblage autoporteur 48 comprend un trou traversant 86 dont la section est identique au jeu de fonctionnement près à la section de la tige 74 et de son panneton 78. Ce trou est orienté selon une direction approximativement radiale. De préférence, ce trou traversant 86 comprend un lamage 88 pour loger la tête 84 de la tige 74. 25 Le panneton 78 est positionné à une seconde extrémité de la tige 74. Selon une configuration, le panneton 78 a une section rectangulaire dans un plan perpendiculaire à l'axe de la tige 74. Dans ce cas, les orifices 82 et le trou traversant 86 ont une section circulaire avec une excroissance 90 rectangulaire pour permettre à la tige 74 et à son panneton 78 de les traverser. 30 Pour immobiliser le module d'assemblage autoporteur 48, la tige 74 est introduite dans l'orifice 82 de la plaque 80 reliée à la structure primaire 30. Lorsque le panneton 78 a 3051176 9 traversé la plaque 80, la tige 74 est entrainée en rotation grâce à sa tête 84 afin que le panneton 78 ne coopère plus avec l'excroissance 90 et vienne en butée contre la plaque 80 comme illustré sur la figure 10. La pointe avant 28 comprend une pluralité de systèmes d'immobilisation 72 répartis sur la 5 paroi raidie 52 et qui sont positionnés par rapport aux cadres 36 de sorte à ne pas augmenter la complexité de la structure primaire 30, les plaques 80 étant positionnées au niveau des cadres 36. Avantageusement, chaque système d'immobilisation 72 comprend un élément élastique 92 tel qu'un ressort de compression par exemple, interposé entre la tête 84 de la tige 74 et le 10 module d'assemblage autoporteur 48 de manière à limiter l'apparition de contraintes. Selon l'invention, le procédé d'assemblage est le suivant : De manière simultanée, la structure primaire 30 est assemblée sur un premier poste d'assemblage et le module d'assemblage autoporteur 48 est assemblé et équipé sur un deuxième poste d'assemblage. 15 En suivant, le module d'assemblage autoporteur 48 équipé est transporté du deuxième poste d'assemblage vers le premier poste d'assemblage par tout moyen approprié, comme par exemple en utilisant un chariot de manutention. Le module d'assemblage autoporteur 48 est positionné dans le prolongement de la structure primaire 30 comme illustré sur la figure 3, de manière à ce que les roues 62 du module coopèrent avec les rails 60, 60' de la structure 20 primaire 30. Le module d'assemblage autoporteur 48 est alors introduit dans la structure primaire 30 comme illustré sur la figure 6A jusqu'à venir en butée contre au moins l'une des butées 70 comme illustré sur les figures 6B et 7. Enfin, le module d'assemblage autoporteur 48, correctement positionné par rapport à la structure primaire 30, est immobilisé grâce aux systèmes d'immobilisation 72. En complément, le plancher 34 est relié directement à la 25 structure primaire par tout moyen approprié. Bien que décrit appliqué à la pointe avant d'un aéronef, le procédé d'assemblage peut être utilisé pour assembler les autres tronçons de fuselage de l'aéronef. REVENDICATIONS1. Procédé d'assemblage d'un tronçon de fuselage d'aéronef, ledit tronçon comprenant une structure primaire (30) et des éléments (42) d'une structure secondaire (32) positionnés dans la structure primaire (30), caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de positionnement et de fixation des éléments (42) de la structure secondaire (32) dans un module d'assemblage autoporteur (48) et une étape d'introduction et de fixation du module d'assemblage autoporteur (48) équipé des éléments (42) de la structure secondaire (32) dans la structure primaire (30). 2. Tronçon de fuselage d'aéronef comprenant une structure primaire (30) et des éléments (42) d'une structure secondaire (32) positionnés dans la structure primaire (30), caractérisé en ce que le tronçon de fuselage comprend un module d'assemblage autoporteur (48) auquel sont reliés les éléments (42) de la structure secondaire (32) et au moins un système d'immobilisation (72) configuré pour immobiliser le module d'assemblage autoporteur (48) par rapport à la structure primaire (30). 3. Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module d'assemblage autoporteur comprend un plancher (34) et une paroi raidie (52) en forme de voûte, ladite paroi raidie (52) ayant des formes extérieures qui épousent des formes intérieures de la structure primaire (30). 4. Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque système d'immobilisation (72) comprend d'une part une tige (74) reliée par une liaison pivotante (76) au module d'assemblage autoporteur (48) et qui comporte une tête (84) à une première extrémité et un panneton (78) à une seconde extrémité, et d'autre part, une plaque (80) reliée à la structure primaire (30) et qui comporte un orifice (82) comprenant une section identique au jeu de fonctionnement près à la section de la tige (74) et du panneton (78). 5. Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque système d'immobilisation (72) comprend un élément élastique (92) interposé entre la tête (84) de la tige (74) et le module d'assemblage autoporteur (48) de manière à limiter l'apparition de contraintes. 6. Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que, pour chaque système d'immobilisation (72), le module d'assemblage autoporteur (48) 3051176 11 comprend un trou traversant (86) orienté selon une direction radiale et qui comprend une section identique au jeu de fonctionnement près à la section de la tige (74) et du panneton (78). 7. Tronçon de fuselage d'aéronef selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce 5 qu'il comprend un système de guidage (58) configuré pour guider selon une direction longitudinale le module d'assemblage autoporteur (48) dans la structure primaire (30). 8. Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système de guidage (58) comprend d'une part deux rails (60, 60') orientés selon la direction longitudinale, reliés à la structure primaire (30) et disposés de part et d'autre du 10 module d'assemblage autoporteur (48), et d'autre part, des roues (62) reliées au module d'assemblage autoporteur (48) et configurées pour rouler sur les rails (60, 60'). 9. Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque rail (60, 60') a dans un plan transversal une section en U qui comprend une base (64) avec une surface supérieure qui forme une surface de roulage pour les roues (62) et deux ailes 15 (66) entre lesquelles les roues (62) sont guidées. 10. Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les roues (62) sont reliées au module d'assemblage autoporteur (48) par une liaison pivotante glissante (68). 11. Tronçon de fuselage d'aéronef selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce 20 qu'il comprend au moins une butée (70) pour limiter le mouvement du module d'assemblage autoporteur (48) par rapport à la structure primaire (30) selon la direction longitudinale. 12. Aéronef comprenant au moins un tronçon de fuselage selon l'une des revendications 2 à 11.