FR3017668A1 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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- F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
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Description
Procédé et agencement d'assemblage pour assembler un constituant de corps de carénage à une ou plusieurs pièces L'invention concerne un procédé pour assembler un constituant de corps de carénage à une ou plusieurs pièces, pour former une surface d'écoulement du constituant de corps de carénage, le long de laquelle l'écoulement peut se faire en régime laminaire. L'invention concerne également un agencement d'assemblage à cet effet.The invention relates to a method for assembling a fairing body component to one or more parts, to form a flow surface of the body component. fairing, along which the flow can be made in a laminar regime. The invention also relates to an assembly arrangement for this purpose.
En raison de leur propriété avantageuse, de présenter une résistance et une rigidité élevées dans au moins une direction pour un poids spécifique relativement faible, les matériaux composites renforcés de fibres sont à présent incontournables dans le domaine aéronautique et aérospatial. Mais les matériaux composites renforcés de fibres sont également de plus en plus utilisés dans le domaine automobile. On peut ainsi réduire le poids des aéronefs et des véhicules terrestres tout en conservant la même stabilité, ce qui le plus souvent entraîne une économie proportionnelle de carburant. Un autre but recherché notamment dans le domaine de l'aéronautique est la réduction de la résistance due au frottement, qui se produit notamment au niveau des surfaces porteuses produisant la portance d'un avion. Sa part dans le total de la résistance due au frottement peut atteindre jusqu'à 34%. Grâce au développement de la technologie des ailes laminaires, cette part peut toutefois être considérablement abaissée, en obtenant le maintien en régime laminaire de l'écoulement de la couche limite au niveau des surfaces d'écoulement de l'aile portante. On peut ainsi réduire le coefficient de frottement de paroi jusqu'à 1/10 de la valeur d'une couche limite en régime turbulent, ce qui permettrait des économies significatives dans la consommation de carburant de l'avion.Because of their advantageous property, high strength and rigidity in at least one direction for a relatively low specific weight, fiber reinforced composite materials are now essential in the aeronautical and aerospace field. But fiber reinforced composite materials are also increasingly used in the automotive field. This can reduce the weight of aircraft and land vehicles while maintaining the same stability, which usually results in a proportional fuel economy. Another goal sought in particular in the field of aeronautics is the reduction of the resistance due to friction, which occurs in particular at the bearing surfaces producing the lift of an aircraft. Its share in total resistance due to friction can reach up to 34%. Thanks to the development of laminar wing technology, this share can however be considerably reduced, by obtaining the maintenance of the flow of the boundary layer at the flow surfaces of the airfoil. It is thus possible to reduce the coefficient of friction of the wall up to 1/10 of the value of a boundary layer in a turbulent regime, which would allow significant savings in the fuel consumption of the aircraft.
A ce sujet, un problème est posé par les exigences aérodynamiques élevées relatives aux zones de joint des pièces formant la surface d'écoulement. Pour pas que l'écoulement de couche limite passe d'un régime laminaire à un régime turbulent, les perturbations de la géométrie de la surface d'éçoulement doivent être maintenues les plus faibles possible. Il faut alors respecter des valeurs de tolérance d'au maximum 0,5 mm, suivant le lieu d'utilisation. Notamment des décalages en hauteur entre pièces installées, dans la direction d'écoulement, ainsi que des perturbations tridimensionnelles, comme par exemple des têtes de rivets ou des boulons, font le plus souvent passer l'écoulement de couche limite d'un régime laminaire à un régime turbulent, de sorte que notamment les concepts classiques pour la fixation de constituants de corps de carénage ne sont plus suffisants pour cette technologie. Une attention particulière doit être portée notamment à la zone de jointure de l'enveloppe d'aile et du bord d'attaque de l'aile. En mode de construction classique, les surfaces d'écoulement extérieures y sont le plus souvent agencées de manière superposée et directement rivetées les unes aux autres, ou bien directement rivetées à un doubleur, les têtes de rivet étant généralement agencées directement dans la surface d'écoulement à côté d'une zone de jointure directement visible.In this regard, a problem is posed by the high aerodynamic requirements relating to the seal areas of the pieces forming the flow surface. In order for the boundary layer flow to change from a laminar to a turbulent regime, disturbances in the geometry of the flow surface must be kept as low as possible. Tolerance values of up to 0.5 mm must be observed, depending on the location of use. In particular, the height differences between installed parts in the direction of flow, as well as three-dimensional disturbances, such as rivet heads or bolts, most often cause the boundary layer flow of a laminar flow to change. a turbulent regime, so that in particular the conventional concepts for the attachment of fairing body components are no longer sufficient for this technology. Particular attention should be paid in particular to the joint area of the wing envelope and the leading edge of the wing. In conventional construction mode, the outer flow surfaces are most often superimposed and directly riveted to each other, or directly riveted to a doubler, the rivet heads being generally arranged directly in the surface. flow next to a directly visible seam area.
Même si l'on l'utilise un matériau composite renforcé de fibres pour fabriquer un constituant de corps de carénage, les rivets ou vis utilisées pour la fixation du constituant de corps de carénage à un élément de liaison doivent traverser la surface d'écoulement, ce qui s'oppose au maintien d'un écoulement de couche limite en régime laminaire. Ainsi, on connaît d'après le document WO 2013/000447 Al un agencement d'assemblage pour l'assemblage, lisse sur le plan aérodynamique, de deux éléments de profilé, ainsi qu'un procédé à cet effet, d'après lesquels les deux pièces présentent pour l'assemblage par rivets une zone d'assemblage située sous le niveau de la surface d'écoulement. Après l'assemblage des deux éléments de profilé par rivetage, la zone d'assemblage est lissée par application d'une masse de remplissage, de manière à réaliser un assemblage, aérodynamiquement lisse, entre les deux éléments de profilé. Cela permet certes de satisfaire aux conditions d'un écoulement en régime laminaire. Toutefois, la géométrie à combler par la masse de remplissage au-dessus des têtes de rivets est complexe, de sorte que la précision de l'opération de remplissage elle-même est soumise à des exigences sévères. En outre, une telle technique n'est utilisable que pour des pièces assemblées l'une à l'autre, comme le bord d'attaque de l'aile et l'aile portante dans l'exemple d'utilisation, qui présentent une surface de jonction assez longue. Des rivets individuels d'éléments de renfort situés sur le côté intérieur du constituant de corps de carénage, ou des rivets de décharge de collages, ne peuvent être judicieusement traités avec cette technologie.Even if a fiber-reinforced composite material is used to make a fairing body component, the rivets or screws used for fastening the fairing body component to a connecting member must pass through the flow surface, which opposes the maintenance of a boundary layer flow in laminar regime. Thus, according to WO 2013/000447 A1, an assembly arrangement is known for the aerodynamically smooth assembly of two profile elements, as well as a method for this purpose, according to which the two pieces have for assembly by rivets an assembly area located below the level of the flow surface. After assembling the two section elements by riveting, the assembly area is smoothed by applying a filler mass, so as to achieve an aerodynamically smooth connection between the two profile elements. This certainly allows to meet the conditions of a flow in laminar regime. However, the geometry to be filled by the filling mass above the rivet heads is complex, so that the accuracy of the filling operation itself is subject to stringent requirements. In addition, such a technique can be used only for parts assembled to each other, such as the leading edge of the wing and the load-bearing wing in the example of use, which have a surface junction long enough. Individual rivets of reinforcing members on the inner side of the fairing body component, or glue discharge rivets, can not be judiciously treated with this technology.
Aussi, le but de la présente invention consiste à fournir un procédé amélioré pour l'assemblage, ainsi qu'un agencement d'assemblage correspondant, qui permettent de satisfaire aux critères de régime laminaire pour un constituant de corps de carénage en un matériau composite renforcé de fibres, quelles que soient les géométries de liaison dans des assemblages de liaison par complémentarité de formes, qu'ils soient rivetés ou vissés. Conformément à l'invention ce but est atteint grâce au procédé pour assembler un constituant de corps de carénage à une ou plusieurs pièces, pour former une surface d'écoulement du constituant de corps de ,carénage le long de laquelle l'écoulement peut se faire en régime laminaire, caractérisé par les étapes suivantes : a) fourniture d'un élément de structure porteuse du constituant de corps de carénage, fabriqué en un matériau composite renforcé de fibres, b) insertion d'éléments d'assemblage dans l'élément de structure porteuse du constituant de corps de carénage, en faisant passer les éléments d'assemblage à travers l'élément de structure porteuse, c) assemblage de l'élément de structure porteuse du constituant de corps de carénage avec ladite au moins une pièce au moyen des éléments d'assemblage qui traversent l'élément de structure porteuse, et d) agencement et collage d'un élément de surface de carénage comprenant un matériau composite renforcé de fibres, sur l'élément de structure porteuse assemblé avec ladite au moins une pièce, pour former la surface d'écoulement le long de laquelle l'écoulement peut se faire en régime laminaire, de manière que les éléments d'assemblage traversant l'élément de structure porteuse soient recouverts, au niveau de la surface d'écoulement, par l'élément de surface de carénage ayant été rapporté par collage. Conformément à l'invention ce but est atteint grâce à l'agencement d'assemblage pour l'assemblage d'un constituant de corps de carénage à une ou plusieurs pièces, pour former une surface d'écoulement du constituant de corps de carénage, le long de laquelle l'écoulement peut se faire en régime laminaire, caractérisé en ce que le constituant de corps de carénage possède un élément de structure porteuse en un matériau composite renforcé de fibres et un élément de surface de carénage présentant un matériau composite renforcé de fibres, agencement dans lequel un ou plusieurs éléments d'assemblage sont insérés dans l'élément de structure porteuse et traversent l'élément de structure porteuse, ladite au moins une pièce est assemblée à l'élément de structure porteuse du constituant de corps de carénage au moyen des éléments d'assemblage traversant l'élément de structure porteuse, agencement lequel, pour former la surface d'écoulement le long de laquelle l'écoulement peut se faire en régime laminaire, l'élément de surface de carénage est agencé et collé sur l'élément de structure porteuse assemblé avec ladite au moins une pièce, de manière qu'au niveau de la surface d'écoulement les éléments d'assemblage traversant l'élément de structure porteuse soient recouverts par l'élément de surface de carénage ayant été rapporté par collage. Au sens de la présente invention, on entend par corps de carénage les éléments qui, de par leur utilisation, sont soumis à l'écoulement d'un fluide sur une surface d'écoulement extérieure. Un tel corps de carénage peut par exemple être un corps d'aile d'un avion, la dénomination corps de carénage désignant au sens de la présente invention, les éléments d'un objet volant qui sont agencés de manière à faire saillie du fuselage de l'objet volant, et qui sont soumis à l'écoulement de couches d'air, lorsque l'objet volant est utilisé de la façon prévue. On entend par constituant de corps de carénage, au moins des parties de corps de carénage à partir desquelles sont assemblés, au moins en partie, les corps de carénage. Ainsi, le nez d'un corps de carénage peut par exemple être un constituant de corps de carénage. Le bord d'attaque d'une aile portante ou d'un empennage peut également être un constituant de corps de carénage ou au moins une partie de celui-ci. Conformément à l'invention, il est à présent proposé un procédé destiné à assembler un constituant de corps de carénage à une ou plusieurs pièces, pour former une surface d'écoulement du constituant de corps de carénage, autour de laquelle l'écoulement peut se faire en régime laminaire. Une pièce à assembler au constituant de corps de carénage peut par exemple être un autre constituant de corps de carénage du corps de carénage, un élément de profilé, un élément de liaison ou de raccordement pour assembler plusieurs constituants de corps de carénage comme par exemple des semelles de nervures, ou par exemple des éléments de renfort, des éléments de rigidification et/ou des éléments de raccordement situés à l'intérieur, c'est à dire agencés dans un espace situé à l'intérieur du corps de carénage.Also, the object of the present invention is to provide an improved method of assembly, as well as a corresponding assembly arrangement, which makes it possible to satisfy the laminar regime criteria for a fairing body component made of reinforced composite material. of fibers, irrespective of the bonding geometries in complementarity-shaped bonding assemblies, whether riveted or screwed. According to the invention this object is achieved by the method for assembling a fairing body component to one or more parts, to form a flow surface of the body component, fairing along which the flow can be made. in laminar mode, characterized by the following steps: a) providing a structural member carrying the fairing body component, made of a fiber reinforced composite material, b) inserting assembly elements into the element of carrying structure of the fairing body component, passing the assembly members through the carrier structure member, c) assembling the supporting structure member of the fairing body component with said at least one piece by means of assembly members passing through the carrier structure member, and d) arranging and bonding a fairing surface member comprising a composite material fiber-reinforced, on the carrier structure element assembled with said at least one piece, to form the flow surface along which the flow can be in laminar flow, so that the connecting elements passing through the carrier structure member are covered, at the flow surface, by the fairing surface member having been attached by gluing. According to the invention this object is achieved by the assembly arrangement for assembling a fairing body component to one or more parts, to form a flow surface of the fairing body component, the along which flow may be in laminar flow, characterized in that the fairing body component has a load-bearing structural member of a fiber-reinforced composite material and a fairing surface member having a fiber-reinforced composite material , an arrangement in which one or more connecting elements are inserted into the carrier structure member and pass through the carrier structure member, said at least one component is assembled to the carrier structure member of the fairing body component at means of the connecting elements passing through the supporting structure element, which arrangement, to form the flow surface along the lacquer When the flow can be made in a laminar regime, the fairing surface element is arranged and bonded to the supporting structure element assembled with the at least one piece, so that at the level of the flow surface the joining members passing through the carrier structure member are covered by the fairing surface member having been attached by gluing. For the purposes of the present invention, the term "fairing body" means the elements which, by their use, are subjected to the flow of a fluid on an outer flow surface. Such a fairing body may for example be a wing body of an aircraft, denomination fairing body designating in the sense of the present invention, the elements of a flying object which are arranged to project from the fuselage of the flying object, and which are subject to the flow of layers of air, when the flying object is used in the manner provided. The term "fairing body component" means at least parts of the fairing body from which the fairing bodies are assembled, at least in part. Thus, the nose of a fairing body may for example be a fairing body component. The leading edge of a load-bearing wing or empennage may also be a fairing body component or at least a part thereof. In accordance with the invention, there is now provided a method for assembling a fairing body component to one or more pieces to form a flow surface of the fairing body component, around which the flow can flow. to do in laminar regime. A part to be assembled to the fairing body component may for example be another fairing body body component, a profile element, a connecting element or a connection element for assembling a plurality of fairing body components such as for example rib soles, or for example reinforcing elements, stiffening elements and / or connecting elements located inside, ie arranged in a space located inside the fairing body.
Conformément à l'invention, il est ici proposé un procédé de fabrication en deux étapes, d'après lequel d'une part les pièces sont tout d'abord agencées sur un élément de structure porteuse du constituant de corps de carénage, en faisant passer des éléments d'assemblage à travers l'élément de structure porteuse, puis on agence un élément de surface de carénage sur l'élément de structure porteuse, pour ainsi recouvrir les éléments de liaison sur l'élément de structure porteuse et ainsi réaliser l'ensemble du constituant de corps de carénage.According to the invention, there is here proposed a two-step manufacturing method, according to which on the one hand the parts are first arranged on a supporting structure member of the fairing body component, passing connecting members through the carrier structure member, then arranging a fairing surface member on the carrier structure member, thereby covering the connecting members on the carrier structure member and thereby providing the the fairing body component assembly.
Conformément à l'invention, il est ainsi proposé de tout d'abord fournir un élément de structure porteuse d'un constituant de corps de carénage, l'élément de structure porteuse étant fabriqué en un matériau composite renforcé de fibres. L'élément de structure porteuse peut par exemple également être obtenu par fabrication de l'élément de structure porteuse en un matériau composite renforcé de fibres. Au sens de la présente invention, un matériau composite renforcé de fibres est un matériau présentant une matière plastique pourvue de fibres de renfort. De tels matériaux peuvent par exemple être des matières plastiques renforcées de fibres de verre ou des matières plastiques renforcées de fibres de carbone.According to the invention, it is thus proposed to first provide a structural member carrying a fairing body component, the carrier structure member being made of a fiber reinforced composite material. The carrier structure element can for example also be obtained by manufacturing the carrier structure element of a fiber reinforced composite material. For the purposes of the present invention, a fiber-reinforced composite material is a material having a plastic material provided with reinforcing fibers. Such materials may for example be glass fiber reinforced plastics or carbon fiber reinforced plastics.
Dans l'élément de structure porteuse du constituant de corps de carénage, dont la fabrication et le durcissement sont achevés, sont à présent insérés des éléments d'assemblage en faisant passer les éléments d'assemblage à travers l'élément de structure porteuse. De tels éléments d'assemblage peuvent par exemple être des rivets ou des vis. En règle générale, on commence par réaliser des perçages dans l'élément de structure porteuse, dans lesquels sont alors insérés les éléments d'assemblage. Les éléments d'assemblage sont ici agencés dans la structure porteuse de manière à s'étendre, en règle générale, en direction de l'espace intérieur formé par le corps de carénage, pour ainsi pouvoir accueillir la pièce à relier et à assembler. De manière avantageuse, les éléments d'assemblage sont introduits à travers l'élément de structure porteuse à partir du côté dirigé vers la surface d'écoulement, en direction du côté de l'élément de structure porteuse, qui est dirigé vers l'espace intérieur du corps de carénage. Les éléments d'assemblage restent le plus souvent visibles sur le côté de l'élément de structure porteuse, qui est dirigé vers la surface d'écoulement. Après introduction des éléments d'assemblage dans l'élément de structure porteuse, l'élément de structure porteuse du constituant de corps de carénage est relié et assemblé à ladite au moins une pièce, au moyen des éléments d'assemblage traversant l'élément de structure porteuse, par exemple sous la forme d'une liaison d'assemblage par rivets ou par vis. Ensuite, un élément de surface de carénage est agencé et collé sur l'élément de structure porteuse, ceci de manière telle que les éléments d'assemblage traversant l'élément de structure soient recouverts au niveau de la surface d'écoulement, par l'élément de surface de carénage rapporté par collage. L'élément de surface de carénage présente lui-même également un matériau composite renforcé de fibres.In the bearing structure component of the fairing body component, the manufacture and curing of which is complete, assembly elements are now inserted by passing the assembly elements through the carrier structure element. Such connecting elements may for example be rivets or screws. As a general rule, holes are firstly made in the carrier structure element, into which the assembly elements are then inserted. The connecting elements are here arranged in the carrier structure so as to extend, as a rule, towards the interior space formed by the fairing body, so as to accommodate the part to be connected and assembled. Advantageously, the connecting members are introduced through the carrier structure member from the side directed towards the flow surface, toward the side of the load bearing member, which is directed to the space. inside the fairing body. The connecting elements are most often visible on the side of the supporting structure element, which is directed towards the flow surface. After introduction of the assembly members into the carrier structure member, the supporting structure member of the fairing body component is connected to and assembled with the at least one piece by means of the connecting members passing through the carrier structure, for example in the form of an assembly connection by rivets or screws. Then, a fairing surface member is arranged and bonded to the carrier structure member, such that the connecting members traversing the structural member are covered at the flow surface, by the fairing surface element attached by gluing. The fairing surface element itself also has a fiber reinforced composite material.
Le constituant de corps de carénage est donc ici, conformément à l'invention, subdivisé en deux éléments fonctionnels, à savoir d'une part l'élément de structure porteuse auquel est assemblée ladite pièce à l'aide des éléments d'assemblage, et l'élément de surface de carénage, qui recouvre les élément d'assemblage traversant la structure porteuse et formant simultanément la surface d'écoulement en régime laminaire. Les deux éléments, aussi bien l'élément de surface de carénage que l'élément de structure porteuse du constituant de corps de carénage, présentent ici au moins un matériau composite renforcé de fibres, de sorte que la présente invention permet de fabriquer des constituants de corps de carénage, notamment dans le domaine aéronautique, en un matériau composite renforcé de fibres, et en même temps de les assembler à des pièces et de les agencer sur le corps de carénage de manière à satisfaire aux critères d'un écoulement en régime laminaire d'un tel constituant de corps de carénage.The fairing body component is thus, according to the invention, subdivided into two functional elements, namely on the one hand the carrier structure element to which said part is assembled using the assembly elements, and the fairing surface element, which covers the connecting element passing through the supporting structure and simultaneously forming the flow surface in a laminar regime. The two elements, both the fairing surface element and the load-bearing body component of the fairing body component, here have at least one fiber-reinforced composite material, so that the present invention makes it possible to manufacture fairing body, especially in the aeronautical field, in a fiber-reinforced composite material, and at the same time to assemble them to parts and to arrange them on the fairing body so as to satisfy the criteria of a flow in a laminar regime of such a fairing body component.
Les inventeurs ont constaté qu'un tel procédé d'assemblage permettrait de recouvrir de manière fiable les éléments d'assemblage au moyen d'une couche de matériau composite renforcé de fibres, en vue de satisfaire ainsi aux critères d'un écoulement en régime laminaire. On peut ainsi io significativement de réduire notamment les ondulations et les perturbations tridimensionnelles au niveau de la surface d'écoulement. On peut en même temps agencer des éléments de rigidification et de raccordement importants, pour ainsi renforcer le constituant de corps de carénage, ou bien assembler le constituant de corps de carénage à d'autres constituants 15 de corps de carénage au moyen d'éléments de profilé. L'élément de surface de carénage peut ici être configuré de manière à recouvrir entièrement l'élément de structure porteuse et/ou est d'une configuration à un seul étage en surface. 20 Selon un mode de réalisation avantageux, on agence et colle sur l'élément de structure porteuse un élément de surface de carénage qui contient un système de dégivrage. Cela procure l'avantage qu'en plus de mettre à disposition un tel système de dégivrage, on peut également à l'aide de la 25 couche fonctionnelle du système de dégivrage, recouvrir en même temps les éléments d'assemblage pour réaliser une surface d'écoulement en régime laminaire. Selon un développement avantageux, le système de dégivrage de l'élément 30 de surface de carénage est fabriqué par l'agencement d'un matériau composite renforcé de fibres électriquement conducteur entre un matériau électriquement isolant. Ainsi, il s'est avéré avantageux d'agencer un matériau composite renforcé de fibres, électriquement conducteur, par exemple une matière plastique renforcée de fibres de carbone (CFK), entre deux couches de matière plastique renforcée de fibres de verre en guise de matériau isolant. Dans ce cas, une technologie de fabrication usuelle pour les matériaux composites renforcés de fibres permet d'agencer le système de dégivrage sur l'élément de structure porteuse. Selon un autre mode de réalisation avantageux, en supplément ou en variante, l'élément de surface de carénage est fabriqué par agencement d'une feuille d'acier en guise de surface d'écoulement extérieure. A cet effet, on agence sur le matériau composite renforcé de fibres utilisé pour l'élément de surface de carénage, une feuille d'acier pour assurer ainsi une protection contre l'érosion.The inventors have found that such an assembly process would reliably cover the assembly elements by means of a layer of fiber-reinforced composite material, so as to meet the criteria of a laminar flow. . In particular, it is possible to significantly reduce the undulations and the three-dimensional perturbations at the level of the flow surface. At the same time, substantial stiffening and connecting elements can be provided, thereby reinforcing the fairing body component, or assembling the fairing body component to other fairing body components by means of structural elements. profile. The fairing surface element can here be configured to completely cover the carrier structure element and / or is of a single-stage surface configuration. According to an advantageous embodiment, a load-bearing surface element which contains a de-icing system is bonded to and bonded to the supporting structure element. This provides the advantage that in addition to providing such a de-icing system, it is also possible with the functional layer of the de-icing system to cover the assembly elements at the same time in order to produce a surface of the de-icing system. flow in laminar flow. According to an advantageous development, the deicing system of the fairing surface element is manufactured by arranging an electrically conductive fiber reinforced composite material between an electrically insulating material. Thus, it has proved advantageous to arrange an electrically conductive fiber reinforced composite material, for example a carbon fiber reinforced plastic (CFK), between two layers of glass fiber reinforced plastic material as a material. insulating. In this case, a conventional manufacturing technology for fiber-reinforced composite materials makes it possible to arrange the deicing system on the carrier structure element. According to another advantageous embodiment, in addition or alternatively, the fairing surface element is manufactured by arranging a steel sheet as an outer flow surface. For this purpose, a sheet of steel is provided on the fiber-reinforced composite material used for the fairing surface element to thereby provide protection against erosion.
L'élément de surface de carénage est collé sur l'élément de structure porteuse au moyen d'une colle appropriée ou d'une couche d'adhésif adaptée, la couche d'adhésif ou la colle de la couche d'adhésif assurant par son durcissement, le collage de l'élément de surface de carénage sur l'élément de structure porteuse. Concernant la colle ou la couche d'adhésif, rentrent par exemple en ligne de compte des agents de liaison élastomères. Mais il est également possible d'envisager d'autres agents adhésifs ou colles. En-dehors du collage de l'élément de surface de carénage sur l'élément de structure porteuse au moyen d'une couche d'adhésif prévue entre les deux éléments, la feuille d'acier peut également être collée, en guise de surface d'écoulement extérieure, sur le matériau composite renforcé de fibres de l'élément de surface de carénage, au moyen d'une telle couche d'adhésif. Ainsi, la feuille d'acier peut par exemple être collée sur le système de dégivrage de l'élément de surface de carénage au moyen d'une couche d'adhésif.The fairing surface element is adhered to the supporting structure element by means of a suitable glue or a suitable adhesive layer, the adhesive layer or glue of the adhesive layer providing by its hardening, bonding the fairing surface element to the carrier structure member. As regards the adhesive or the adhesive layer, there are, for example, suitable elastomeric bonding agents. But it is also possible to consider other adhesives or adhesives. Apart from bonding the fairing surface element to the supporting structure element by means of an adhesive layer provided between the two elements, the steel sheet can also be glued, as a surface of external flow, on the fiber-reinforced composite material of the fairing surface element, by means of such an adhesive layer. Thus, the steel sheet can for example be glued to the defrosting system of the fairing surface element by means of an adhesive layer.
Il s'avère ainsi avantageux d'insérer et de prévoir une couche d'adhésif entre l'élément de structure porteuse et l'élément de surface de carénage. Selon un choix de deux modes de réalisation avantageux, l'élément de surface de carénage peut être assemblé par collage à l'élément de structure porteuse au moyen d'un procédé dit de cobonding ou coliaison ou liaison simultanée ou d'un procédé dit de secondary-bonding ou liaison secondaire. Dans le cas du procédé de liaison simultanée, l'élément de surface de carénage comportant au moins un matériau composite renforcé de fibres à l'état non durci, c'est- à dire non réticulé, et une couche d'adhésif prévue entre l'élément de surface de carénage et l'élément de structure porteuse, sont agencés en commun sur l'élément de structure porteuse. A cette occasion, il est possible d'agencer en supplément par exemple la feuille d'acier en guise de couche d'érosion, sur le matériau composite renforcé de fibres non durci de l'élément de surface de carénage, une couche d'adhésif pouvant également être prévue entre ces deux éléments. Ensuite, pour la fabrication de l'élément de surface de carénage, ledit au moins un matériau composite renforcé de fibres de l'élément de surface de carénage est durci en une seule étape de processus, en commun avec la couche d'adhésif pour coller l'élément de surface de carénage sur l'élément de structure porteuse, et le cas échéant, pour coller la feuille d'acier sur le matériau composite renforcé de fibres de l'élément de surface de carénage.It is thus advantageous to insert and provide an adhesive layer between the carrier structure member and the fairing surface member. According to a choice of two advantageous embodiments, the fairing surface element can be assembled by gluing to the carrier structure element by means of a process known as cobonding or simultaneous bonding or binding or a process known as secondary-bonding or secondary link. In the case of the simultaneous bonding method, the fairing surface member having at least one fiber reinforced composite material in an uncured state, ie non-crosslinked, and an adhesive layer provided between the fairing surface element and the supporting structure element are arranged in common on the carrier structure element. On this occasion it is possible to additionally arrange for example the steel sheet as an erosion layer, on the uncured fiber reinforced composite material of the fairing surface element, a layer of adhesive can also be provided between these two elements. Then, for the manufacture of the fairing surface member, said at least one fiber reinforced composite material of the fairing surface member is cured in a single process step, in common with the adhesive layer for gluing. the fairing surface member on the carrier structure member, and where appropriate, for adhering the steel sheet to the fiber reinforced composite material of the fairing surface member.
Ainsi, le matériau composite renforcé de fibres peut par exemple être appliqué par stratification sur l'élément de structure porteuse, une couche d'adhésif appropriée étant prévue entre l'élément de structure porteuse et les couches de stratification du matériau composite renforcé de fibres de l'élément de surface de carénage. Ensuite, on rapporte sur les couches de stratification du matériau composite renforcé de fibres une couche d'adhésif correspondante, dans la mesure où celle-ci n'est pas déjà mise à d'assemblage, qui peuvent par exemple être des rivets à tête fraisée, sont ainsi insérés dans l'élément de structure porteuse de manière telle que l'extrémité extérieure de l'élément d'assemblage soit au moins plane avec la surface sur laquelle doit être agencé et collé l'élément de surface de carénage. Mais il est également envisageable que les éléments d'assemblage soient plus surbaissés que la surface de jonction de l'élément de structure porteuse sur laquelle doit être agencé l'élément de surface de carénage, de sorte que les éléments de liaison ne font pas saillie hors de ladite surface en risquant de perturber l'agencement et le collage de l'élément de surface de carénage. Il s'est avéré que dans le cas d'une profondeur d'encastrement permettant aux éléments de liaison de se terminer de manière plane avec la surface de jonction ou plus profondément que celle-ci, les ondulations pouvaient être réduites sur la surface d'écoulement laminaire.Thus, the fiber reinforced composite material may for example be laminated to the carrier structure member, with a suitable adhesive layer provided between the carrier structure member and the laminating layers of the fiber reinforced composite material. the fairing surface element. Then, a layer of adhesive is reported on the laminating layers of the fiber-reinforced composite material to the extent that it is not already assembled, which may for example be countersunk rivets. are thus inserted into the supporting structure element such that the outer end of the connecting element is at least flat with the surface on which the fairing surface element is to be arranged and adhered. But it is also conceivable that the connecting elements are lower than the joining surface of the supporting structure element on which the fairing surface element must be arranged, so that the connecting elements do not protrude out of said surface, with the risk of disrupting the arrangement and gluing of the fairing surface element. It has been found that in the case of a embedment depth allowing the connecting elements to terminate flat with the junction surface or deeper than the latter, the corrugations could be reduced on the surface of the junction. laminar flow.
L'invention va être explicitée de façon plus détaillée, à titre d'exemple, au regard des figures annexées. Celles-ci montrent : Figure 1 une représentation schématique d'un élément de raccordement riveté ; Figure 2 une représentation schématique d'un mode de construction d'un agencement d'assemblage conforme à l'invention.The invention will be explained in more detail, by way of example, with reference to the appended figures. These show: FIG. 1 a schematic representation of a riveted connection element; Figure 2 a schematic representation of a method of construction of an assembly arrangement according to the invention.
La figure 1 montre schématiquement un constituant de corps de carénage 1, qui possède une surface d'écoulement extérieure 2 le long de laquelle doit être obtenu un écoulement de couche limite en régime laminaire. Le constituant de corps de carénage 1 doit ici être assemblé au moyen d'une liaison par complémentarité de formes rivetée 3 à une pièce 4 qui, dans l'exemple de réalisation de la figure 1, est un élément de profilé, prévu pour le raccordement d'autres constituants de corps de carénage la, pour ainsi pouvoir assembler, par exemple, un corps de carénage complet. Ladite pièce 4 est ici un élément de profilé d'assemblage, coudé. L'élément de profilé d'assemblage peut toutefois également faire partie intégrante du constituant de corps de carénage voisin 1 a.Figure 1 shows schematically a fairing body component 1, which has an outer flow surface 2 along which a boundary layer flow in a laminar regime is to be obtained. The fairing body component 1 must here be assembled by means of a riveted form-compliant connection 3 to a part 4 which, in the embodiment of FIG. 1, is a profile element intended for connection. other fairing body components la, so to be able to assemble, for example, a complete fairing body. Said piece 4 is here an element of assembly profile, bent. However, the connecting profile element may also be an integral part of the adjacent fairing body component 1a.
Le constituant de corps de carénage 1 comprend, conformément à l'invention, un élément de structure porteuse 5, fabriqué en un matériau composite renforcé de fibres, par exemple en une matière plastique renforcée de fibres de carbone. Sur une face de jonction ou d'assemblage 6 de l'élément de structure porteuse 5, est alors agencé un élément de surface de carénage 7, qui y est collé au moyen d'une couche d'adhésif prévue entre l'élément de surface de carénage 7 et l'élément de structure porteuse 5. L'élément de surface de carénage 7 présente sur sa face extérieure une surface d'écoulement laminaire 2.The fairing body component 1 comprises, according to the invention, a carrier structure element 5, made of a fiber reinforced composite material, for example a carbon fiber reinforced plastic material. On a junction or assembly face 6 of the carrier structure element 5, there is then arranged a fairing surface element 7, which is adhered to it by means of an adhesive layer provided between the surface element. 7 and the supporting structure element 5. The fairing surface element 7 has on its outer face a laminar flow surface 2.
Avant d'agencer et de coller l'élément de surface de carénage 7 sur la face de jonction 6 de l'élément de structure porteuse 5, l'élément de structure porteuse 5 est agencé, à l'aide d'éléments d'assemblage 8, sur la pièce 4 et y est assemblé. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, l'élément d'assemblage 8 est un rivet à tête fraisée avec une bague de fermeture 9 agencée sur le rivet, pour ainsi fixer la pièce 4, par complémentarité de formes, à l'élément de structure porteuse 5. L'élément d'assemblage 8 est agencé au moins de manière plane ou lisse avec la face de jonction 6 de l'élément de structure porteuse 5, et arrive au ras de la face de jonction 6.Before arranging and gluing the fairing surface element 7 on the junction face 6 of the supporting structure element 5, the supporting structure element 5 is arranged, using assembly elements. 8, on the piece 4 and is assembled there. In the embodiment of FIG. 1, the assembly element 8 is a countersunk head rivet with a closure ring 9 arranged on the rivet, so as to fix the part 4, by complementarity of shapes, to the 5. The assembly element 8 is arranged at least in plane or smooth manner with the junction face 6 of the carrier structure element 5, and arrives flush with the junction face 6.
Conformément à l'invention, l'élément de surface de carénage 7, qui comporte également un matériau composite renforcé de fibres, est agencé sur la face de jonction 6 de l'élément de structure porteuse 5 de manière à ce que l'élément d'assemblage 8 soit recouvert par l'élément de surface de carénage 7 pour former la surface d'écoulement en régime laminaire. Il en résulte un constituant de corps de carénage 1 ne présentant pas d'éléments d'assemblage 8 en saillie ou en creux, qui pourraient perturber et interrompre l'écoulement de couche limite en régime laminaire. L'élément de surface de carénage 7 peut être agencé sur la face de jonction 6 de l'élément de structure porteuse 5 par le procédé de cobonding ou de liaison simultanée, de manière telle que le matériau composite renforcé de fibres de l'élément de surface de carénage 7 soit appliqué dans un état non durci, à savoir non réticulé, sur l'élément de structure porteuse 5, ceci en commun avec la couche d'adhésif entre l'élément de surface de carénage 7 et l'élément de structure porteuse 5. Aussi bien l'élément de surface de carénage 7, que la couche d'adhésif utilisée, sont ensuite soumis au durcissement au cours d'une étape de processus commune. Dans une variante de procédé par rapport au précédent, à savoir le procédé dit de secondary bonding ou de liaison secondaire, l'élément de surface de carénage 7 est tout d'abord fabriqué de manière finie, en un matériau composite renforcé de fibres, et est agencé, dans l'état ainsi fabriqué, sur l'élément de structure porteuse 5 et y est collé avec une couche d'adhésif, l'étape de processus du durcissement de la couche d'adhésif entre l'élément de surface de carénage 7 et l'élément de structure porteuse 5 s'effectuant séparément de la fabrication de l'élément de surface de carénage 7. Dans le procédé de cobonding ou de liaison simultanée, alternatif, le durcissement de l'élément de surface de carénage 7 et de la couche d'adhésif se fait de manière intégrale en une étape de processus.According to the invention, the fairing surface element 7, which also comprises a fiber-reinforced composite material, is arranged on the junction face 6 of the carrier structure element 5 so that the element assembly 8 is covered by the fairing surface element 7 to form the laminar flow surface. This results in a fairing body component 1 having no protruding or recessed joining elements 8 which could disturb and interrupt the boundary layer flow in a laminar regime. The fairing surface element 7 may be arranged on the junction face 6 of the carrier structure element 5 by the cobonding or simultaneous bonding process, such that the fiber reinforced composite material of the fairing surface 7 is applied in an uncured state, namely non-crosslinked, on the carrier structure element 5, this in common with the adhesive layer between the fairing surface element 7 and the structural element 5. Both the fairing surface member 7 and the adhesive layer used are subsequently cured in a common process step. In a process variant with respect to the previous one, namely the so-called secondary bonding or secondary bonding method, the fairing surface element 7 is first manufactured in a finite manner, in a fiber-reinforced composite material, and is arranged, in the state so manufactured, on the carrier structure member 5 and adhered thereto with a layer of adhesive, the process step of curing the adhesive layer between the fairing surface member 7 and the carrier structure element 5 being effected separately from the manufacture of the fairing surface element 7. In the simultaneous cobonding or simultaneous bonding process, the hardening of the fairing surface element 7 and of the adhesive layer is integrally in one process step.
La figure 2 montre schématiquement le mode de construction d'un constituant de corps de carénage 1 ainsi fabriqué, avec une pièce 4 liée de manière appropriée à ce constituant. Le constituant de corps de carénage 1 présente un élément de structure porteuse 5 dans lequel ont été insérés des éléments d'assemblage 8. Cela peut par exemple se faire en réalisant tout d'abord des perçages dans l'élément de structure porteuse 5, puis en insérant alors les éléments d'assemblage 8 dans lesdits perçages. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, il est prévu un élément d'assemblage 8a, qui se termine dans le plan de la face de jonction 6 de l'élément de structure porteuse. L'élément d'assemblage 8b placé à côté du précédent présente ici une profondeur de surbaissement de par exemple -0,15 mm, en-dessous de la face de jonction 6 de l'élément de structure porteuse 5, l'extrémité extérieure de l'élément d'assemblage se trouvant ainsi encastrée dans l'élément de structure porteuse 5. Mais il est également possible d'envisager une profondeur de surbaissement de +0,15 mm, de sorte que l'élément d'assemblage fait saillie hors de la face de jonction 6. Sur la face de jonction 6 de l'élément de structure porteuse 5 est agencée une couche d'adhésif 10 à l'aide de laquelle l'élément de surface de carénage 7 doit être collé sur l'élément de structure porteuse 5. L'élément de surface de carénage 7 présente un système de dégivrage 11 sur lequel est collée une feuille d'acier 12 en guise de protection contre l'érosion et de surface d'écoulement extérieure 2. La feuille d'acier peut par exemple présenter une épaisseur de 0,125 mm. La couche d'adhésif 10 peut par exemple présenter une épaisseur de couche de 0,5 mm. Le système de dégivrage 11 comprend un matériau composite renforcé de fibres 13 électriquement conducteur, qui peut par exemple être un tissu de CFK 45° (matière plastique renforcée de fibres de carbone) avec une masse surfacique de 285 g/m2. Le matériau composite renforcé de fibres 13 électriquement conducteur est agencé entre un matériau électriquement isolant 14, qui peut par exemple se présenter, sur les deux côtés, sous la forme de deux couches de tissu de verre de type E, 45°, de masse surfacique de 105 g/m2. Le matériau composite renforcé de fibres électriquement isolant est ici une matière plastique renforcée de fibres de verre. La couche d'adhésif 10 peut par exemple être constituée par un élastomère non réticulé du type EPDM ou par un film adhésif du type Redux319L. Une telle couche d'adhésif peut par exemple également être prévue entre le système de dégivrage 11 et la feuille d'acier 12. Nomenclature des repères 1 Constituant de corps de carénage 2 Surface d'écoulement laminaire, extérieure 3 Assemblage par rivet 4 Pièce 5 Elément de structure porteuse 6 Face de jonction 7 Elément de surface de carénage 8 Elément d'assemblage/rivets 9 Bague de fermeture 10 Couche d'adhésif 11 Système de dégivrage 12 Feuille d'acier 13 Matériau composite renforcé de fibres électriquement conducteur 14 Matériau composite renforcé de fibres électriquement isolantFigure 2 shows schematically the method of construction of a fairing body component 1 thus manufactured, with a part 4 suitably bonded to this component. The fairing body component 1 has a supporting structure element 5 into which assembly elements 8 have been inserted. This can for example be done by first making bores in the supporting structure element 5, and then by then inserting the assembly elements 8 in said bores. In the embodiment of Figure 2, there is provided an assembly element 8a, which terminates in the plane of the junction face 6 of the carrier structure element. The assembly element 8b placed next to the previous one here has a depth of lowering of for example -0.15 mm, below the junction face 6 of the carrier structure element 5, the outer end of the connecting element is thus embedded in the carrier structure element 5. But it is also possible to envisage a depth of lowering of +0.15 mm, so that the connecting element protrudes out 6. On the junction face 6 of the supporting structure element 5 is arranged an adhesive layer 10 by means of which the fairing surface element 7 is to be glued to the element. 5. The fairing surface element 7 has a de-icing system 11 on which is bonded a sheet of steel 12 as a protection against erosion and an external flow surface 2. The sheet of steel can for example have a thickness of 0.1 25 mm. The adhesive layer 10 may for example have a layer thickness of 0.5 mm. The defrosting system 11 comprises an electrically conductive fiber-reinforced composite material 13 which may for example be CFK 45 ° fabric (carbon fiber reinforced plastic) with a basis weight of 285 g / m 2. The electrically conductive fiber-reinforced composite material 13 is arranged between an electrically insulating material 14, which may, for example, be on both sides in the form of two layers of E-type glass fabric, 45 °, of mass per unit area. of 105 g / m2. The electrically insulating fiber reinforced composite material is here a fiberglass reinforced plastic material. The adhesive layer 10 may for example be constituted by an uncrosslinked elastomer of the EPDM type or by an adhesive film of the Redux319L type. Such an adhesive layer may for example also be provided between the de-icing system 11 and the steel sheet 12. Nomenclature of the markers 1 Component of the fairing body 2 Surface of laminar flow, external 3 Assembly by rivet 4 Part 5 Supporting structure element 6 Joining surface 7 Fairing surface element 8 Connecting element / rivets 9 Closing ring 10 Adhesive layer 11 Defrosting system 12 Steel sheet 13 Electrically conductive fiber-reinforced composite material 14 Composite material reinforced with electrically insulating fibers
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