Brevet FR3071478A1 — publié le 20190329

La présente invention concerne le domaine des procédés de fabrication de fuselages d'aéronefs notamment dédiés au transport de passagers et/ou de fret et en particulier de la partie avant de ceux-ci. Plus précisément, la présente invention s'intéresse aux procédés de fabrication de fuselages pour plusieurs flottes d'aéronefs de familles différentes et aux flottes ainsi obtenues. DOMAINE TECHNIQUE Les aéronefs dédiés au transport de passagers et/ou de fret sont classés en famille. Pour chaque famille, les aéronefs présentent des caractéristiques communes en termes de nombre de passagers, taille de l'aéronef ou de certains de ces éléments et par exemple diamètre du fuselage, envergure de la voilure ..., autonomie en distance parcourue impliquant notamment une utilisation pour des vols court courrier, moyen- courrier ou long courrier, nombre de couloirs en cabine et/ou toutes autres caractéristiques distinctives. Ces caractéristiques engendrent des architectures différentes d'une famille à l'autre. Ainsi, selon la famille, les aéronefs offrent des formes de partie avant différentes. Il en découle des formes de fuselage en particulier dans la zone des glaces et de la casquette propres à chaque famille d'aéronef. TECHNIQUE ANTERIEURE Le brevet FR2933377 déposé le premier juillet 2008 par le présent demandeur se rapporte à un procédé de réalisation de fuselage d'avion représenté de manière simplifiée sur la figure 1. Il décrit l'idée qu'un premier tronçon 2 comprenant le poste 4 de pilotage et la soute 6 électronique dédiée aux applications techniques présente un haut niveau de communauté entre différents avions. Le procédé consiste donc à prévoir 2 un deuxième tronçon 8 de raccordement de section évolutive pour assembler le premier tronçon 2 au reste du fuselage qui lui est de forme différente suivant l'avion. 5 Ainsi, pour réaliser l'assemblage au fuselage, il est nécessaire de prévoir une section 8 intermédiaire permettant l'adaptation aux différentes formes de fuselage suivant le modèle d'avion. La présente invention a pour but d'améliorer la fabrication de la 10 partie avant d'un aéronef en évitant de recourir à une section intermédiaire et en proposant de fabriquer à l'identique uniquement la zone des glaces et de la casquette dont la fabrication est complexe. EXPOSE DE l'INVENTION 15 Pour ce faire, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'au moins deux flottes d'aéronef de familles différentes pour lesquelles chaque aéronef présente une partie avant comprenant des glaces, un encadrement des glaces et une casquette, caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque aéronef : 20 - une étape de fabrication d'un module constitué de l'encadrement de l'ensemble des glaces permettant la visibilité vers l'extérieur depuis le poste de pilotage et de la casquette dont la forme est identique et constante pour tous les aéronefs des flottes et indépendante de la forme du 25 fuselage de ceux-ci ; - une étape de fabrication d'un tronçon de fuselage dont au moins une partie du bord est de forme identique au bord dudit module de manière que le module puisse être assemblé directement au tronçon contigu quel que soit 30 l'aéronef des flottes. 3 Le procédé de fabrication présente au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. 5 L'étape de fabrication du module consiste à le réaliser de manière à comporter un panneau intégral d'un seul tenant et d'un seul bloc. Le panneau intégral réalisé est formé de l'encadrement et de la casquette et le module est raidi de manière que les raidisseurs soient agencés d'une 10 manière différente de ceux du tronçon contigu. Les raidisseurs sont agencés au moins partiellement de manière isogrid au niveau du module et au moins partiellement de manière circonférentielle au niveau du tronçon contigu. 15 Le module est réalisé de manière que son bord inférieur jouxte le fond étanche avant de l'aéronef lors de l'assemblage. Le module est réalisé de manière que le bord supérieur du module jouxte 20 au moins partiellement le cadre circonférentiel le plus proche du bord le plus en amont de la case de train lors de l'assemblage. La présente invention concerne également une flotte d'aéronefs dont chaque aéronef comprend un encadrement de glace, des glaces et une casquette 25 caractérisé en ce que pour chaque aéronef ledit encadrement de l'ensemble des glaces et ladite casquette forment un module d'un seul tenant dont la forme est identique et constante pour tous les aéronefs de la flotte et indépendante de la forme du fuselage de l'aéronef, le bord dudit module formant un contour identique à celui du bord du tronçon contigu auquel le module s'assemble directement, quel 30 que soit l'aéronef de la flotte. 4 La flotte d'aéronefs présente au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. Le module comporte un panneau intégral d'un seul tenant et d'un seul bloc. 5 L'encadrement et la casquette forment un panneau intégral raidi dont les raidisseurs sont agencés d'une manière différente de ceux du tronçon contigu. Les raidisseurs sont agencés au moins partiellement de manière isogrid au 10 niveau du module et au moins partiellement de manière circonférentielle au niveau du tronçon contigu. Le bord inférieur du module jouxte un fond étanche avant. 15 Le bord supérieur du module jouxte au moins partiellement le cadre circonférentiel le plus proche du bord le plus en amont de la case de train. DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS 20 D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de l'invention qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 représente une vue de l'extérieur schématique et simplifiée de côté d'une partie avant d'un aéronef selon l'art antérieur ; - la figure 2 représente une vue de côté et de l'intérieur schématique et simplifiée d'une partie avant d'un aéronef 30 selon la présente invention sectionnée selon un plan médian longitudinal vertical; 5 - la figure 3 représente une vue de côté et de l'extérieur schématique et simplifiée d'une partie avant de trois aéronefs de familles différentes selon une forme de réalisation de l'invention différente de celle représentée sur 5 la figure 2 ; - la figure 4 représente une vue en perspective schématique et simplifiée du module selon la forme de réalisation de l'invention de la figure 3 ; - la figure 5 représente une vue en perspective de côté 10 schématique et simplifiée du module de la figure 4 ; - la figure 6 représente une vue de côté et de l'intérieur schématique et simplifiée d'une partie avant d'un aéronef selon la forme de réalisation des figures 3 à 5 sectionnée selon un plan médian longitudinal vertical. 15 MANIERE DE REALISER L'INVENTION La présente invention se rapporte à la fabrication d'un fuselage d'aéronef et plus particulièrement, comme le montrent les figures 2, 3 et 6, 20 de la partie 12 avant du fuselage. On considère les termes avant et arrière par rapport au sens de déplacement de l'aéronef en vol représenté par la flèche V sur la figure 2. Dans la suite de la description, on considère que l'aéronef repose sur un sol horizontal, tout plan perpendiculaire au sol étant de ce fait vertical. 25 Un aéronef de type connu est divisé en tronçons, chaque tronçon étant formé par une portion de fuselage délimitée par deux plans transversaux parallèles verticaux et perpendiculaires à la direction longitudinale de l'aéronef correspondant à la direction de l'axe X-X sur la 30 figure 2. Les tronçons sont assemblés les uns aux autres au niveau de deux sections de raccordement se trouvant dans les plans de délimitation 6 susmentionnés aux deux extrémités libres du tronçon exception faite des parties avant et arrière pour lesquelles une seule section de raccordement est prévue. 5 Les parties avant et arrière présentent une forme différente compte-tenu des dimensions progressivement décroissantes du fuselage jusqu'à un point de section nulle correspondant à l'extrémité avant et arrière du fuselage. Entre les parties avant et arrière, la partie centrale de l'aéronef présente dans la plupart des cas une forme quasiment non 10 évolutive par exemple de section cylindrique circulaire ou ovale. Dans certaines familles, la partie centrale de l'aéronef présente également une ou plusieurs parties à section évolutive. Ainsi par exemple dans une aile volante ou un aéronef à fuselage intégré, la partie centrale est évolutive. Il est à noter que dans la présente description pour des raisons de 15 simplification, le terme aéronef recouvre l'aile volante ou l'aéronef à fuselage intégré. Les parties avant et arrière de l'aéronef peuvent également comprendre une ou plusieurs parties à section sensiblement non évolutive. 20 Il est nécessaire de maintenir une pression déterminée à l'intérieur de l'aéronef pendant le vol, à des altitudes où la pression extérieure est largement différente de celle nécessaire pour les individus à bord. Il est également important de protéger les pilote et co-pilote contre les impacts d'oiseaux, de pierres ou autres types d'objets variés. Il s'en suit différentes 25 contraintes appliquées à la partie avant d'un aéronef qui rende sa conception complexe pour assurer à la fois résistance, rigidité et solidité tout en autorisant une certaine flexibilité pour absorber les impacts. De plus, une difficulté supplémentaire s'ajoute avec les ouvertures pratiquées dans le fuselage pour l'insertion des glaces. Dans toute la suite de la 30 description, le terme glace désigne une glace du poste de pilotage. Dans la plupart des aéronefs, il est prévu une glace centrale et une pluralité de 7 glaces latérales pour assurer la visibilité des pilotes et co-pilote depuis le poste de pilotage vers l'extérieur. Dans l'exemple de l'aéronef selon la figure 1, quatre glaces 14 latérales sont prévues (deux seulement sont visibles du fait de la vue de côté). Avec la pressurisation en vol, les 5 ouvertures affaiblissent la structure et les charges appliquées sur les glaces sont importantes. Il est nécessaire de renforcer la structure en périphérie des glaces à l'aide d'un encadrement spécifique et de raidisseurs dont la localisation et le placement sont étudiés pour en optimiser le nombre et la masse. La conception et fabrication de la zone 10 autour des glaces et de la casquette est donc complexe compte-tenu des contraintes et des efforts en présence. La casquette en aéronautique est un terme communément accepté désignant le panneau s'étendant depuis les glaces jusqu'à un cadre 15 structurel de l'aéronef. La casquette présente une forme bombée pour garantir un bon écoulement aérodynamique. La casquette compte-tenu de son positionnement doit résister aux différentes contraintes et efforts énoncés plus comme par exemple l'impact oiseau ou des intempéries de type divers pour protéger le poste de pilotage et de ce fait, présente une 20 structure renforcée pour résister à la pénétration de corps étrangers. Les encadrements de glace assurent l'interface entre les glaces et le fuselage du cockpit à savoir le lien avec les panneaux se trouvant en périphérie des glaces assurant leur maintien face à toutes les contraintes 25 et efforts évoqués plus haut comme par exemple la pressurisation et des impacts de tout type. La présente invention consiste à rendre cette zone de la casquette et de l'encadrement des glaces modulaire. Du fait de présenter une forme 30 étudiée unique, le module 16 réalisé est repris pour plusieurs aéronefs et plus largement pour au moins deux flottes d'aéronefs de familles 8 différentes. Dans la suite de la description, le terme flotte désigne un ensemble d'au moins deux aéronefs ; cet ensemble se distingue par exemple du fait d'appartenir à une même compagnie aérienne, ou selon un autre exemple, du fait d'être immatriculé dans un même pays ou toute autre 5 caractéristique les distinguant d'un autre ensemble. Le terme famille a été défini plus haut. Le module 16 est identique quel que soit l'aéronef des flottes en question. Il forme le premier tronçon dont les contours 18 correspondent au contour du deuxième tronçon 20 pour un assemblage direct sans nécessiter de section intermédiaire de raccordement. Le 10 deuxième tronçon de chacun des aéronefs des flottes en question présente une forme telle que l'une de ses extrémités libres présente des contours en correspondance avec le module du premier tronçon. La figure 3 représente trois pointes avant 22, 24, 26 d'aéronef de 15 familles différentes. Les contours 18 du module 16 sont représentés mettant en évidence l'aspect modulaire quel que soit la famille. Il est clairement visible que le module 16 est identique sur les trois familles d'aéronef. La forme globale de la partie avant 22, 24, 26 en revanche est différente d'une famille à l'autre et s'adapte aux contours 18 du module. 20 Les contours 18 du module correspondent aux contours 28 du tronçon contigu pour un assemblage direct l'un avec l'autre. L'aspect modulaire de la zone la plus complexe à réaliser structurellement au niveau de la partie avant du fuselage permet de réduire 25 les coûts de développement et de maintenance. Il permet également de faciliter la formation des pilotes, la modularité permettant à ceux-ci de retrouver au moins partiellement un même environnement et surtout au niveau des glaces qui assurent la visibilité vers l'extérieur. Enfin il assure une signature visuelle extérieure à l'ensemble de plusieurs flottes 30 d'aéronefs d'une compagnie. 9 Les figures 4 et 5 représentent le module 16 seul. Le module 16 englobe l'ensemble des glaces 30, 32, de leur encadrement 34 et de la casquette 36. Afin d'améliorer la visibilité vers l'extérieur, il est prévu uniquement trois glaces : une glace centrale 30 et deux glaces latérales 5 (dont une seule 32 est représentée du fait de la vue de côté). Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 2 et 6, la glace 30 centrale est d'une hauteur telle que l'encadrement 34 du bord 38 inférieur de la glace 30 jouxte la partie supérieure du fond 40 étanche 10 avant. L'aéronef présente un plan de symétrie global central vertical P (représenté sur la figure 4) passant par l'axe X-X longitudinal central de l'aéronef. Le plan P de symétrie partage le module en deux parties. La 15 glace frontale est symétrique par rapport au plan P. Les glaces (dont seule la glace 32 est visible) latérales sont symétriques par rapport au plan P. La forme du module proprement dit est symétrique par rapport au plan P. Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 2 à 6, le 20 module 16 est réalisé à partir d'un panneau 42 intégral d'un seul tenant, d'un seul bloc. Le panneau 42 peut être fabriqué par un procédé de type connu par formage par explosion ou par roulage. Des raidisseurs 44 sont usinés ou rapportés sur le panneau 42 réalisé. Les raidisseurs 44 du panneau 42 peuvent présenter tout type de géométrie. Dans la forme de 25 réalisation illustrée, ils sont agencés les uns par rapport aux autres selon une géométrie différente de celle utilisée pour les raidisseurs 46 du tronçon contigu : les raidisseurs 44 du module 16 présentent une structure au moins partiellement en isogrid alors que les raidisseurs 46 du tronçon 20 contigu sont positionnés de manière circonférentielle. Il est possible 30 cependant que les raidisseurs du tronçon contigu soient positionnés de toute autre manière. Le panneau 42 étant intégral, et les efforts appliqués 10 spécifiques comme vu plus haut, la structure en isogrid permet d'offrir la résistance et flexibilité souhaitées. Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 2 et 4, le 5 module 16 présente un bord 48 supérieur en forme d'arc : le bord 48 suit le contour de la casquette 36. Le bord 48 supérieur du module 16 jouxte au moins partiellement le cadre 54 circonférentiel le plus proche du bord le plus en amont de la case de train 56. Le module 16 comprend également un bord 50 inférieur en forme d'arc qui, dans la forme de réalisation 10 illustrée, suit le contour du fond 40 étanche avant. Les extrémités du bord 48 supérieur sont jointes aux extrémités du bord 50 inférieur par un bord 52 rectiligne latéral assurant le contour de l'encadrement des glaces. Le bord 52 latéral du module n'est pas horizontal mais incliné par rapport à un plan horizontal : par rapport à un plan horizontal, le bord descend d'une 15 extrémité à l'autre dans le sens de la flèche V. Dans la forme illustrée, il part du fond 40 étanche avant et remonte dans l'exemple illustré au moins jusqu'au cadre 54 circonférentiel le plus proche du bord de la case 56 de train le plus en amont. 20 Dans la forme illustrée sur les figures 3 à 6, la partie 12 avant comprend une trappe 58 d'évacuation du poste de pilotage au niveau de la partie supérieure du fuselage au-dessus de la casquette 36. Dans cette configuration, la forme du module 16 varie légèrement. De la même façon, le module 16 présente un bord 48 supérieur en forme d'arc : le bord 48 suit 25 le contour de la casquette 36. Le module 16 comprend également un bord 50 inférieur en forme d'arc qui, dans la forme de réalisation illustrée, suit le contour du fond 40 étanche avant. Les extrémités du bord 48 supérieur sont jointes aux extrémités du bord 50 inférieur par un bord 52 rectiligne latéral assurant le contour de l'encadrement des glaces. Le bord 52 latéral 30 du module n'est pas horizontal mais incliné par rapport à un plan horizontal : il part du fond 40 étanche avant et remonte dans l'exemple 11 illustré au moins jusqu'au cadre 54 circonférentiel le plus proche du bord de la case 56 de train le plus en amont. Un appendice 60 quadrangulaire est prévu de chaque côté du module 16 de manière symétrique par rapport au plan P. Chaque appendice 60 prolonge le module 16 depuis le bord 48 5 supérieur jusqu'au cadre 62 le plus proche du bord aval de la trappe 58 supérieure d'évacuation. Le bord 52 latéral du module 16 est rectiligne jusqu'à l'extrémité aval de l'appendice 60 : le côté inférieur de l'appendice 60 fait partie du bord 52 latéral du module 16. Le bord 48 supérieur de l'appendice 60 se trouve au-dessus des glaces 30, 32. L'appendice 60 est 10 nettement visible sur la figure 3 et offre une signature visuelle extérieure unique pour l'ensemble des aéronefs des familles considérées. L'exemple de l'appendice REVENDICATIONS1 - Procédé de fabrication d'au moins deux flottes d'aéronefs de familles différentes pour lesquelles chaque aéronef présente une partie (12) avant comprenant des glaces (30, 32), un encadrement (34) des glaces et une casquette (36), caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque aéronef : - une étape de fabrication d'un module (16) constitué de l'encadrement (34) de l'ensemble des glaces permettant la visibilité vers l'extérieur depuis le poste de pilotage et de la casquette (36) dont la forme est identique et constante pour tous les aéronefs des flottes et indépendante de la forme du fuselage de ceux-ci ; - une étape de fabrication d'un tronçon (20) de fuselage dont au moins une partie du bord (28) est de forme identique au bord dudit module (16) de manière que le module (16) puisse être assemblé directement au tronçon (20) contigu quel que soit l'aéronef des flottes. 2 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de fabrication du module consiste à le réaliser de manière à comporter un panneau (42) intégral d'un seul tenant et d'un seul bloc. 3 - Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau (42) intégral réalisé est formé de l'encadrement (34) et la casquette (36) et le module est raidi de manière que les raidisseurs (44) soient agencés d'une manière différente de ceux (46) du tronçon (20) contigu. 4 - Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce que les raidisseurs (44) sont agencés au moins partiellement de 13 manière isogrid au niveau du module (16) et au moins partiellement de manière circonférentielle au niveau du tronçon (20) contigu. 5 - Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 4, 5 caractérisé en ce que le module est réalisé de manière que son bord (50) inférieur jouxte le fond (40) étanche avant de l'aéronef lors de l'assemblage. 6 - Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 5, 10 caractérisé en ce que le module est réalisé de manière que le bord (48) supérieur du module (16) jouxte au moins partiellement le cadre (54) circonférentiel le plus proche du bord le plus en amont de la case de train (56) lors de l'assemblage. 15 7 - Flotte d'aéronefs dont chaque aéronef comprend un encadrement (34) de glace, des glaces (30, 32) et une casquette (36) caractérisé en ce que pour chaque aéronef ledit encadrement (34) de l'ensemble des glaces et ladite casquette (36) forment un module (16) d'un seul tenant dont la forme est identique et constante pour tous les aéronefs 20 de la flotte et indépendante de la forme du fuselage de l'aéronef, le bord (18) dudit module (16) formant un contour identique à celui du bord du tronçon contigu auquel le module s'assemble directement, quel que soit l'aéronef de la flotte. 25 8 - Flotte d'aéronefs selon la revendication 7, caractérisé en ce que le module (16) comporte un panneau (42) intégral d'un seul tenant et d'un seul bloc. 9 - Flotte d'aéronefs selon la revendication 8, caractérisé en ce 30 que l'encadrement (34) et la casquette (36) forment un panneau (42) 14 intégral raidi dont les raidisseurs (44) sont agencés d'une manière différente de ceux (46) du tronçon (20) contigu. 10 - Flotte d'aéronefs selon la revendication 9, caractérisé en ce 5 que les raidisseurs (44) sont agencés au moins partiellement de manière isogrid au niveau du module (16) et au moins partiellement de manière circonférentielle au niveau du tronçon (20) contigu. 11 - Flotte d'aéronefs selon l'une des revendications 7 à 10, 10 caractérisé en ce que le bord (50) inférieur du module (16) jouxte un fond (40) étanche avant. 12 - Flotte d'aéronefs selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le bord (48) supérieur du module (16) jouxte au 15 moins partiellement le cadre (54) circonférentiel le plus proche du bord le plus en amont de la case de train (56).