FR2910874A1

FR2910874A1 - Lisses assemblees au niveau d'une jonction circonferentielle d'un fuselage d'avion.

Info

Publication number: FR2910874A1
Application number: FR0752500A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Jarsaillon; Fabrice Dubois
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2007-01-02
Filing date: 2007-01-02
Publication date: 2008-07-04
Anticipated expiration: 2027-01-02
Also published as: US20080210819A1; US7938367B2; FR2910874B1

Abstract

L'invention concerne un fuselage d'avion (10), réalisé par l'assemblage au niveau d'une jonction circonférentielle (5) d'au moins deux tronçons (6a, 6b), comportant un revêtement (61 a, 61 b) et au moins une lisse fractionnée en deux éléments (2a, 20a) et (2b, 20b) assemblés au niveau de la jonction entre lesdits deux tronçons (6a, 6b) par au moins une éclisse (1). Ladite éclisse comporte une âme (12) comportant une surface d'appui (13) comportant deux surfaces (13a, 13b) prenant appui sur des faces latérales (24a, 24b) des éléments (2a, 2b, 20a, 20b) de la lisse, lesdites deux surfaces étant décalées d'une valeur e sensiblement égale à une erreur d'alignement entre les faces latérales (24a, 24b) desdits éléments de la lisse.

Description

Lisses assemblées au niveau d'une jonction circonférentielle d'un fuselage

d'avion

La présente invention est relative au domaine d'une jonction circonférentielle entre deux tronçons d'un fuselage d'avion. Plus particulièrement, l'invention concerne l'assemblage des lisses de deux tronçons par des éclisses au niveau de ladite jonction circonférentielle.

Un fuselage d'avion est une structure légère constituée le plus souvent d'un revêtement maintenu intérieurement par des cadres de renfort et des lisses pour constituer une coque rigide. Les cadres de renfort sont positionnés suivant des sections du fuselage sensiblement perpendiculaires à un axe longitudinal du fuselage et les lisses s'étendent suivant l'axe longitudinal. Sur une section d'un fuselage, de l'ordre de 5 m de diamètre, telle que celle d'un avion civil gros porteur, le nombre de lisses peut atteindre voir dépasser 100. Lorsque le fuselage est réalisé par l'assemblage de plusieurs tronçons, deux éléments formant une lisse, situés en vis à vis au niveau de chaque tronçon doivent être raccordés entre eux afin d'assurer la continuité structurale de la lisse et de la transmission des efforts longitudinaux. Pour assembler deux éléments formant une lisse, une solution connue consiste à utiliser une éclisse. Ladite éclisse prend appui sur les éléments en vis à vis sur chaque tronçon et est assemblée et fixée aux éléments au moyen de fixations telles que des rivets.

En raison des tolérances de fabrication, il n'est généralement pas possible de garantir un alignement parfait entre les deux éléments d'une même lisse pour toutes les lisses des deux tronçons sur l'ensemble d'une section. Dans le cas où les deux éléments formant une lisse sont des éléments rivetés 2a, 2b, comme sur les figures 1 a et 1 b, c'est à dire fixés au moyen de rivets sur un revêtement 61a, 61b du fuselage, une solution consiste, lors de la réalisation du tronçon, à ne pas terminer l'assemblage, sur le revêtement 61a, respectivement 61 b, des extrémités 25a, 25b situées du coté de la jonction circonférentielle 5 de chaque élément 2a, 2b formant lisse sur une distance d'une dizaine de centimètres par exemple. Ainsi, lors de l'assemblage, les éléments 2a, 2b formant la lisse peuvent être légèrement déformés, dans le domaine élastique, de chaque coté de la jonction 5 pour que lesdits éléments soient alignés et que l'éclisse 1 puisse être posée pour en assurer la continuité structurale, avant de fixer définitivement les éléments 2a, 2b au revêtement 61a, 61b. Dans le cas où au moins un des éléments formant la lisse est fixé au revêtement du fuselage sans possibilité de repositionnement sur le revêtement au cours de l'assemblage des deux tronçons, comme par exemple dans le cas d'un élément soudé ou d'un élément collé, la solution précédente n'est plus envisageable, car ledit élément ne peut plus être déformé pour corriger le désalignement.

Une solution connue consiste à utiliser une cale 8 pour compenser l'écart de désalignement. Après le positionnement des deux tronçons, certains éléments 2a, 2b d'une même lisse présente un décalage c variable. Le décalage c est mesuré et la cale 8, réalisée d'épaisseur sensiblement équivalente au décalage c, est introduite entre un des deux éléments et l'éclisse 1, comme illustré sur la figure 1c, de telle sorte que ladite éclisse repose sur une surface sensiblement plane sur les deux éléments 2a, 2b. Cependant, l'utilisation de la cale implique, d'une part, l'ajout d'une pièce supplémentaire, la cale, avec des risques éventuels de mauvais positionnement, d'autre part, la présence de la cale provoque une augmentation du matage des fixations, en raison de la distance séparant l'élément et l'éclisse. De plus, la cale introduit une interface supplémentaire qui augmente le risque de corrosion. La présente invention propose un assemblage de lisses, au niveau d'une jonction circonférentielle, au moyen d'une éclisse qui reprend le décalage entre deux éléments formant une lisse sans nécessiter l'ajout et la manipulation d'une pièce supplémentaire tout en réduisant le matage dans ledit assemblage.

Suivant l'invention, un fuselage d'avion, réalisé par l'assemblage au niveau d'une jonction circonférentielle d'au moins deux tronçons, comporte un revêtement et au moins une lisse fractionnée en deux éléments assemblés au niveau de la jonction entre lesdits deux tronçons par au moins une éclisse, ladite éclisse comportant une âme comportant une surface d'appui comportant deux surfaces prenant appui sur des faces latérales des éléments de la lisse, lesdites deux surfaces étant décalées d'une valeur c sensiblement égale à une erreur d'alignement entre les faces latérales desdits éléments de la lisse. Dans un mode de réalisation, au moins un élément de la lisse est fixé au revêtement du fuselage sans possibilité de repositionnement sur le revêtement lors des opérations d'assemblage des deux tronçons. Le au moins un élément peut être un élément riveté sur toute sa longueur, un élément soudé ou un élément collé. Dans un exemple de réalisation, l'âme de l'éclisse comporte une 15 surface, opposée à la surface d'appui, plane. Dans un autre exemple de réalisation, afin de ne pas augmenter la masse de l'éclisse et afin d'utiliser des fixations d'égale longueur, l'âme de l'éclisse a une épaisseur constante. La description détaillée d'une lisse assemblée au niveau d'une jonction 20 circonférentielle est faite en référence aux figures qui représentent : Figure la, déjà citée, une vue en perspective d'une lisse au moyen d'une éclisse selon l'art antérieur, Figure lb, déjà citée, une section d'une lisse assemblée de la figure 1 a, 25 Figure 1c, déjà citée, une section d'une lisse assemblée, comportant deux éléments décalés et une cale, selon l'art antérieur, Figure 2a, une vue schématique d'un fuselage d'avion avant assemblage des tronçons et comportant des lisses, Figure 2b, une vue en perspective d'une lisse assemblée, comportant 30 deux éléments décalés, dont un élément soudé, au moyen d'une éclisse selon l'invention, Figure 2c, une section d'une lisse assemblée, comportant deux éléments décalés, de la figure 2a, Figure 3a, une vue en perspective d'un assemblage d'une lisse, comportant deux éléments décalés, au moyen d'une éclisse selon l'invention, avec deux éléments rivetés ou deux éléments collés ou un élément collé et un élément riveté. Figure 3b, une vue en perspective d'une lisse assemblée, comportant deux éléments décalés au moyen d'une éclisse selon l'invention, avec deux éléments soudés.

Un fuselage d'avion 10, sensiblement cylindrique, comme illustré sur la figure 2a, comporte un revêtement sur lequel sont fixées des lisses 2a, 2b sensiblement parallèles aux génératrices du fuselage et qui participent à la rigidité du revêtement du fuselage. Ledit fuselage 10 est réalisé par l'assemblage d'au moins deux 15 tronçons 6a, 6b au niveau de jonctions circonférentielles 5. Au niveau d'une jonction circonférentielle 5, comme illustré sur la figure 2b, deux éléments 2a, 20b, formant une lisse, sont situés en vis à vis et s'étendent sur chaque tronçon 6a, respectivement 6b. Lesdits deux éléments sont assemblés au moyen d'une éclisse 1, prenant appui sur des faces 20 latérales 24a, 24b des éléments 2a, 20b pour assurer la continuité structurale de la lisse. Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 2b et 2c, l'assemblage d'une lisse, au niveau d'une jonction circonférentielle 5 entre les deux tronçons 6a, 6b d'un fuselage d'avion 10, est décrit dans le cas d'un 25 élément riveté 2a sur un tronçon 6a en vis à vis avec un élément soudé 20b sur le second tronçon 6b sans que ce choix soit limitatif de l'invention. La mise en oeuvre de l'invention peut être adaptée à toutes les lisses du fuselage 10 et à tous les éléments formant des lisses. L'élément riveté 2a, présente une section droite dite en Z et comporte 30 une semelle 21a et une âme 22a, comportant les faces latérales 23a, 24a, sensiblement perpendiculaire à ladite semelle. Ledit élément riveté est fixé, par rivetage, sur un revêtement 61a du fuselage du tronçon 6a par ladite semelle. L'élément soudé 20b, présente une section droite dite en L inversé et comporte une âme 22b, comportant des faces latérales 23b, 24b, et est fixée sensiblement perpendiculaire au revêtement 61b du fuselage du tronçon 6b par une soudure au niveau d'une arête 27b de l'élément 20b. Ledit élément soudé est fixé au revêtement du fuselage sans possibilité de repositionnement sur ledit revêtement lors de l'assemblage des deux tronçons. En raison des tolérances de fabrication, les deux éléments, 2a et 20b, en vis à vis sur chaque tronçon 6a, 6b ne sont pas, au niveau des faces latérales 24a et 24b des âmes 22a, 22b, dans le prolongement l'un de l'autre, dans le sens longitudinal, mais présente un décalage transversal c, entre les faces latérales 24a et 24b des âmes 22a, 22b des deux éléments 2a, 20b. Comme illustré sur la figure 2c, l'éclisse comporte une face d'appui 13 comportant un décalage sensiblement égal au décalage c entre les faces latérales 24a et 24b des deux éléments 2a, 20b et est montée en appui sur lesdites faces latérales des deux éléments 2a, 20b de telle sorte que la face d'appui 13 de l'éclisse soit en contact parfait avec les surfaces d'appui 24a, 24b desdits éléments.

Dans l'exemple des figures 2b, 2c, l'éclisse 1, présentant une section sensiblement en forme de C, comporte une âme 12 avec une surface d'appui 13 et une semelle 11 avec une surface d'appui 15. La surface d'appui 15 prend appui sur le revêtement 6b et la semelle 21a de l'élément riveté 2a et la surface d'appui 13 prend appui sur les âmes 24a, 24b des éléments 2a, 20b de la lisse.

Les deux surfaces d'appui 13, 15 sont assemblées aux éléments et ou au revêtement au moyen de fixation, telles que par exemple des rivets 7. L'éclisse 1 s'étend sur une partie suffisante d'une longueur de chaque élément 2a, 20b afin de pouvoir être fixée sur chaque élément et reprendre les efforts de traction-compression.

Afin de compenser le décalage c, la surface d'appui 13 de l'éclisse 1 n'est pas plane. Elle présente au moins deux surfaces 13a, 13b décalées entre elles. Ce décalage correspond sensiblement à la valeur c du décalage entre les deux éléments 2a, 20b de telle sorte que la surface d'appui 13a de l'éclisse 1 vient en appui sur la face latérale 24a de l'âme 22a de l'élément riveté 2a et, la surface d'appui 13b vient en appui sur la face latérale 24b de l'âme 22b de l'élément soudé 20b sans qu'il soit nécessaire de modifier la position desdits éléments et sans introduire de contrainte lors de l'assemblage des éléments. De préférence, entre les surfaces 13a, 13b de l'éclisse 1, un plan incliné est réalisé pour assurer un cheminement sain des efforts sur la longueur de l'éclisse.

Dans un exemple de réalisation, l'âme de l'éclisse n'a pas une épaisseur constante. Une surface 18 de l'âme 12, opposée à la surface d'appui 13, est plane. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2c, l'âme 12 de l'éclisse est usinée de sorte à obtenir une épaisseur e constante, la surface 18 de l'âme 12, opposée à la surface d'appui 13, présentant un profil équivalent à la surface d'appui 13. Une telle éclisse est avantageusement utilisée si le décalage c est tel qu'il impose des fixations de longueurs différentes ou une masse supplémentaire pénalisante. Au niveau de la semelle, la surface d'appui 15 de l'éclisse n'est pas plane mais comporte deux surfaces 15a, 15b, décalées entre elles de telle sorte que la surface 15a prenne appui sur la semelle 21a de l'élément riveté 2a et que la surface 15b prenne appui sur le revêtement 61b du fuselage du tronçon 6b, en raison de l'absence de semelle pour l'élément soudé 20b. De préférence, un plan incliné est réalisé entre les surfaces 15a, 15b pour faciliter la transmission des efforts entre lesdites deux surfaces. Ce décrochement est sensiblement égal à l'épaisseur de la semelle 21a de l'élément riveté 2a. La semelle 11 de l'éclisse 1 est usinée de sorte à présenter une épaisseur constante ou non. La présente invention ne se limite pas à l'assemblage d'un élément riveté 2a et d'un élément soudé 20b. Les éléments peuvent être fixés par d'autres moyens au revêtement du fuselage, par exemple par collage. L'homme du métier est en mesure d'adapter la forme de l'éclisse pour l'assemblage de deux éléments de lisse de section droite quelconque dont l'un au moins est fixé de manière définitif sur le revêtement. Dans un exemple de réalisation, dans le cas où les deux éléments comportent chacun une semelle, par exemple deux éléments rivetés 2a et 2b sur toute leur longueur comme illustré sur la figure 3a ou deux éléments collés ou un élément riveté et un élément collé, et que les semelles 21a, 21b ont une épaisseur comparable ou très proche, la surface d'appui 15 de l'éclisse 1 est plane. Ladite surface d'appui se positionne sur la semelle 21a, 21b de chaque élément 2a, 2b. Dans un autre exemple de réalisation, dans le cas de deux éléments ne comportant pas de semelle, par exemple deux éléments soudés 20a, 20b, comme illustré sur la figure 3b, la surface d'appui 15 est usinée pour suivre le profil des revêtements 61a, 61b et se fixe entièrement sur les revêtements 61a, 61b du fuselage des tronçons 6a, 6b. Lorsqu'une éclisse 1 est réalisée, l'éclisse est usinée de sorte à reproduire la surface 13 comportant le décalage c des deux surfaces 13a, 13b mesuré entre les deux éléments 2a, 20b. Afin d'éviter un usinage à la demande de chaque éclisse, il est 20 avantageux de disposer d'éclisses préfabriquées présentant différentes valeurs d'un décalage eéciisse. En pratique, un assemblage structural tolère une erreur d'alignement. Par exemple, sur un assemblage typique de lisses d'un fuselage d'avion, une erreur d'alignement d'une valeur 8 de l'ordre de trois dixième de millimètre est 25 couramment admise. La fabrication d'éclisses, présentant des décalages cédisse, avec un pas inférieur à 8 n'est donc pas nécessaire. Ainsi, en pratique, il est suffisant de disposer d'éclisses préfabriquées réalisées pour présenter un décalage cédisse avec une variation suivant un pas de deux 8 (par exemple : 0, 28, 48, 68, -28, -48...). Lors de l'assemblage, lorsque la valeur c, qui est 30 mesurée entre deux lisses, est mesurée, l'éclisse 1 préfabriquée présentant un décalage cédisse le plus proche de la valeur c mesurée est utilisée pour l'assemblage. L'écart entre cécpsse et c est toujours inférieur à 8. L'invention permet donc d'obtenir un assemblage de lisses, au niveau d'une jonction circonférentielle d'un fuselage d'avion, au moyen d'une éclisse qui reprend le désalignement entre les éléments formant la lisse sans nécessiter l'utilisation d'une cale d'épaisseur supplémentaire. Ladite éclisse permet ainsi une diminution du matage des fixations dans l'assemblage et un meilleur comportement en fatigue dudit assemblage.

Claims

REVENDICATIONS

1- Fuselage d'avion (10), réalisé par l'assemblage au niveau d'une jonction circonférentielle (5) d'au moins deux tronçons (6a, 6b), comportant un revêtement (61a, 61b) et au moins une lisse fractionnée en deux éléments (2a, 20a) et (2b, 20b) assemblés au niveau de la jonction entre lesdits deux tronçons (6a, 6b) par au moins une éclisse (1) caractérisé en ce que l'éclisse (1) comporte une âme (12) comportant une surface d'appui (13) comportant deux surfaces (13a, 13b) prenant appui sur des faces latérales (24a, 24b) des éléments (2a, 2b, 20a, 20b) de la lisse, lesdites deux surfaces étant décalées d'une valeur c sensiblement égale à une erreur d'alignement entre les faces latérales (24a, 24b) desdits éléments de la lisse.

2- Fuselage d'avion (10) suivant la revendication 1 dans lequel au moins un élément (2a, 2b, 20a, 20b) de la lisse est fixé au revêtement (61a, 61b) du fuselage sans possibilité de repositionnement sur le revêtement lors des opérations d'assemblage des deux tronçons (6a, 6b).

3- Fuselage d'avion suivant la revendication 2 dans lequel le au moins un élément est un élément riveté (2a, 2b).

4- Fuselage d'avion suivant la revendication 2 dans lequel le au moins un élément est un élément soudé (20a, 20b).

5- Fuselage d'avion suivant la revendication 2 dans lequel le au moins un élément est un élément collé.

6- Fuselage d'avion suivant l'une des revendications précédentes dans lequel l'âme (12) de l'éclisse (1) comporte une surface (18), opposée à la surface d'appui (13), plane.

7- Fuselage d'avion suivant l'une des revendications 1 à 5 dans lequel l'âme (12) de l'éclisse (1) a une épaisseur constante.