FR3024708A1 - ALVEOLAR PANEL FOR AN AIRCRAFT NACELLE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A PANEL - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un panneau à âme alvéolaire adapté pour la fabrication d'un panneau d'absorption acoustique d'une nacelle d'aéronef, du type comportant au moins une âme alvéolaire délimitée par une première face et une seconde face opposée, et une première peau qui couvre la première face de l'âme alvéolaire, caractérisé en ce que le panneau comporte une couche isolante qui est constituée au moins d'une couche d'adhésif armée par un renfort, et qui est interposée entre l'âme alvéolaire et ladite première peau, ladite couche isolante formant un élément préfabriqué conçu pour être déposé sur l'âme alvéolaire en une étape.The invention relates to a honeycomb core panel adapted for the manufacture of an acoustic absorption panel of an aircraft nacelle, of the type comprising at least one cellular core delimited by a first face and a second opposite face, and a first skin which covers the first face of the cellular core, characterized in that the panel comprises an insulating layer which is constituted by at least one layer of adhesive reinforced by a reinforcement, and which is interposed between the cellular core and said first skin, said insulating layer forming a prefabricated element adapted to be deposited on the honeycomb core in one step.
Description
24 708 1 L'invention concerne un panneau à âme alvéolaire adapté pour la fabrication d'un panneau structurant d'une nacelle d'aéronef. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel panneau. Les turboréacteurs d'avion sont entourés d'une nacelle visant à les protéger et à assurer le fonctionnment de ces derniers. La nacelle est formée de parois consituées de panneaux non structurants et de panneaux structurants qui assurent une rigidité suffisante à la nacelle. Certains panneaux employés sont des panneaux structurants de type acoustique dont les couches sont généralement revêtues sur la face externe d'une peau imperméable à l'air, dite pleine, et sur la face interne d'une peau perforée perméable à l'air, dite acoustique. Comme on peut le voir sur la figure illustrant l'art antérieur, les panneaux structurants comportent habituellement une âme alvéolaire 100 en aluminium, généralement du type nid d'abeille, qui est interposée entre une première peau 101 en fibres de carbone et une seconde peau 102 opposée en fibres de carbone. Pour assurer la liaison des peaux avec l'âme alvéolaire 100, une couche d'adhésif 103 est déposée sur la face concernée de l'âme 100, puis une couche de fibres de verre 104 pré-imprégné de résine est rapportée sur cette couche d'adhésif 103, puis la première peau 101 de fibres de carbone elle-même pré-imprégnée de résine est rapportée sur la couche de fibres de verre 104. Le panneau est ensuite assemblé en disposant les différentes peaux et couches qui sont alors encollées sur un moule à la forme requise. L'ensemble subit une cuisson dans un four de manière à serrer les couches et polymériser les adhésifs. La fonction des fibres de verre est de réaliser l'isolation galvanique des fibres de carbone par rapport à l'aluminium de l'âme alvéolaire. L'inconvénient de ce procédé de fabrication de la technique antérieure est qu'il nécessite un nombre important d'étapes de fabrication, et que la couche de fibres de verre alourdit le panneau final. La présente invention a pour but de résorber ces inconvénients.The invention relates to a honeycomb core panel suitable for the manufacture of a structuring panel of an aircraft nacelle. The invention also relates to a method of manufacturing such a panel. Aircraft turbojets are surrounded by a pod to protect them and ensure the operation of the latter. The nacelle is formed of walls consisting of non-structural panels and structural panels that provide sufficient rigidity to the nacelle. Some panels used are acoustical-type structuring panels whose layers are generally coated on the outer face of an air-tight, so-called full skin, and on the inner face of an air-permeable perforated skin, so-called acoustic. As can be seen in the figure illustrating the prior art, the structuring panels usually comprise an aluminum honeycomb core 100, generally of the honeycomb type, which is interposed between a first skin 101 of carbon fibers and a second skin 102 opposed carbon fiber. To ensure the binding of the skins with the cellular core 100, an adhesive layer 103 is deposited on the relevant face of the core 100, then a layer of glass fibers 104 pre-impregnated with resin is reported on this layer of adhesive. adhesive 103, then the first skin 101 of carbon fibers itself pre-impregnated resin is reported on the layer of glass fibers 104. The panel is then assembled by arranging the different skins and layers which are then glued on a mold to the required shape. The whole is baked in an oven so as to tighten the layers and polymerize the adhesives. The function of the glass fibers is to achieve the galvanic isolation of the carbon fibers relative to the aluminum of the honeycomb core. The disadvantage of this prior art manufacturing process is that it requires a large number of manufacturing steps, and that the glass fiber layer weighs down the final panel. The present invention aims to overcome these disadvantages.
3024708 2 Dans ce but, l'invention se rapporte pour ce faire à un panneau à âme alvéolaire adapté pour la fabrication d'un panneau d'absorption acoustique d'une nacelle d'aéronef, du type comportant au moins : - une âme alvéolaire délimitée par une première face et une seconde face opposée, et - une première peau qui couvre la première face de l'âme alvéolaire, caractérisé en ce que le panneau comporte une couche isolante qui est constituée au moins d'une couche d'adhésif armée par un renfort, et qui est interposée entre l'âme alvéolaire et ladite première peau, ladite couche isolante formant un élément préfabriqué conçu pour être déposé sur l'âme alvéolaire en une étape. Le panneau selon l'invention offre l'avantage d'être réalisable en un minimum d'étapes, la couche isolante formant un élément adapté pour être déposée en une étape. De plus, l'invention permet de réduire la masse du panneau, le renfort de la couche isolante ne nécessitant pas d'être imprégné de résine ou d'adhésif. Selon une autre caractéristique, le renfort de la couche isolante est conçu dans un matériau isolant adapté pour réaliser l'isolation galvanique entre au moins la première peau et l'âme alvéolaire. De plus, la couche isolante est préfabriquée avec au moins un renfort qui est interposé entre une première couche d'adhésif et une seconde couche d'adhésif. La préfabrication de la couche isolante permet notamment de simplifier la dépose la fabrication du panneau. Selon une variante de réalisation, la couche isolante est préfabriquée avec au moins un renfort qui est interposé entre une première couche d'adhésif et une couche de résine liquide. Aussi, le panneau comporte une seconde peau qui couvre une seconde face de l'âme alvéolaire, de sorte que l'âme alvéolaire est interposée entre la première peau et la seconde peau. Selon un exemple de réalisation, la seconde peau du panneau présente des trous pour l'absorption acoustique. L'invention concerne aussi une nacelle d'aéronef comportant un panneau à âme alvéolaire du type décrit précédemment.To this end, the invention relates, for this purpose, to a honeycomb core board adapted for the manufacture of an acoustic absorption panel of an aircraft nacelle, of the type comprising at least: a cellular core delimited by a first face and a second opposite face, and - a first skin which covers the first face of the honeycomb core, characterized in that the panel comprises an insulating layer which is constituted by at least one layer of reinforced adhesive by a reinforcement, which is interposed between the cellular core and said first skin, said insulating layer forming a prefabricated element designed to be deposited on the honeycomb core in one step. The panel according to the invention offers the advantage of being feasible in a minimum of steps, the insulating layer forming an element adapted to be deposited in one step. In addition, the invention reduces the weight of the panel, the reinforcement of the insulating layer does not need to be impregnated with resin or adhesive. According to another characteristic, the reinforcement of the insulating layer is designed in an insulating material adapted to perform the galvanic isolation between at least the first skin and the honeycomb core. In addition, the insulating layer is prefabricated with at least one reinforcement which is interposed between a first layer of adhesive and a second layer of adhesive. The prefabrication of the insulating layer makes it possible in particular to simplify the removal of the manufacture of the panel. According to an alternative embodiment, the insulating layer is prefabricated with at least one reinforcement which is interposed between a first adhesive layer and a liquid resin layer. Also, the panel has a second skin that covers a second face of the alveolar core, so that the alveolar core is interposed between the first skin and the second skin. According to an exemplary embodiment, the second skin of the panel has holes for acoustic absorption. The invention also relates to an aircraft nacelle comprising a honeycomb core panel of the type described above.
3024708 3 De plus, l'invention concerne un procédé pour la fabrication d'un panneau à âme alvéolaire du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - une étape de dépose de la couche isolante sur la première face de l'âme alvéolaire, et - une étape de dépose de la première peau sur la couche isolante. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé comporte une étape préliminaire de fabrication de la couche isolante qui consiste à interposer au moins un renfort entre une première couche d'adhésif et une seconde couche d'adhésif. Selon une variante de réalisation, le procédé comporte une étape préliminaire de fabrication de la couche isolante qui consiste à interposer au moins un renfort entre une première couche d'adhésif et une couche de résine liquide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en section longitudinale qui illustre une portion d'un panneau à âme alvéolaire comportant une couche isolante selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique illustrant un exemple de fabrication de la couche isolante ; - la figure 3 est une vue schématique illustrant une variante de fabrication de la couche isolante. Pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué à la figure 1. On a représenté à la figure 1 un panneau 10 à âme alvéolaire adapté pour la fabrication d'un panneau d'absorption acoustique d'une nacelle d'aéronef. A cet effet, le panneau 10 présente une forme d'une portion de cylindre. Le panneau 10 comporte une âme alvéolaire 12 qui présente une structure en nid d'abeille et qui est réalisée en aluminium, ou alliage d'aluminium.In addition, the invention relates to a method for the manufacture of a honeycomb core panel of the type described above, characterized in that it comprises at least: a step of depositing the insulating layer on the first face of the alveolar core, and - a step of depositing the first skin on the insulating layer. According to an exemplary implementation, the method comprises a preliminary step of manufacturing the insulating layer which consists of interposing at least one reinforcement between a first layer of adhesive and a second layer of adhesive. According to an alternative embodiment, the method comprises a preliminary step of manufacturing the insulating layer which consists in interposing at least one reinforcement between a first layer of adhesive and a layer of liquid resin. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view which illustrates a portion of a honeycomb core panel comprising an insulating layer according to the invention; FIG. 2 is a schematic view illustrating an example of manufacture of the insulating layer; - Figure 3 is a schematic view illustrating a manufacturing variant of the insulating layer. To clarify the description and the claims, the longitudinal, vertical and transverse terminology will be adopted in a nonlimiting manner with reference to the L, V, T trihedron shown in FIG. 1. FIG. 1 shows a panel 10 with a suitable cellular core. for the manufacture of an acoustic absorption panel of an aircraft nacelle. For this purpose, the panel 10 has a shape of a cylinder portion. The panel 10 comprises a honeycomb core 12 which has a honeycomb structure and which is made of aluminum, or aluminum alloy.
3024708 4 L'âme alvéolaire 12 est interposée entre une première peau supérieure 14 qui couvre une première face supérieure 16 de l'âme alvéolaire 12, et une seconde peau inférieure 18 opposée qui couvre une seconde face inférieure 20 de l'âme alvéolaire 12. Chaque peau 14, 18 est constituée d'une pluralité de couches, ou plis, en matériau composite comportant des fibres de carbone. Aussi, la seconde peau inférieure 18 du panneau 10 présente des trous (non représentés) pour favoriser les caractéristiques d'absorption acoustique du panneau 10. Comme on peut le voir à la figure 1, le panneau 10 comporte une partie avant dépourvue d'âme alvéolaire dans laquelle la peau supérieure 14 et la peau inférieure 18 sont agencées en vis-à-vis, et une partie arrière comportant l'âme alvéolaire 12. De plus, une couche inférieure d'adhésif 22 est interposée entre la face inférieure 20 de l'âme alvéolaire 12 et la peau inférieure 18 pour coller l'âme alvéolaire 12 sur la peau inférieure 18. Aussi, le panneau 10 comporte une couche isolante 24 qui est interposée entre la face supérieure 16 de l'âme alvéolaire 12 et la peau supérieure 14. La couche isolante 24 est constituée au moins d'une couche d'adhésif 26 armée par un renfort 28 (représenté en pointillés à la figure 1), la couche isolante 24 formant un élément d'un seul tenant qui est préfabriqué et qui est conçu pour être déposé sur l'âme alvéolaire 12 en une seule étape. L'expression « en une seule étape » est à comprendre en opposition à l'art antérieur qui nécessite une première étape de pose d'une couche d'adhésif et une seconde étape de pose d'une couche de renfort pré-imprégné d'adhésif. Selon un exemple de réalisation préféré de l'invention, le renfort 28 est interposé entre une première couche d'adhésif 26 et une seconde couche d'adhésif 30. Ainsi, le renfort est noyé entre deux couches d'adhésif. Toutefois, selon une variante de réalisation, le renfort 28 peut être interposé entre une première couche d'adhésif 26 et une couche de résine liquide 32.The alveolar core 12 is interposed between a first upper skin 14 which covers a first upper face 16 of the cellular core 12, and a second lower skin 18 opposite which covers a second lower face 20 of the cellular core 12. Each skin 14, 18 consists of a plurality of layers, or folds, of composite material comprising carbon fibers. Also, the second lower skin 18 of the panel 10 has holes (not shown) to promote the acoustic absorption characteristics of the panel 10. As can be seen in Figure 1, the panel 10 has a front portion without core. in which the upper skin 14 and the lower skin 18 are arranged facing each other, and a rear portion comprising the cellular core 12. In addition, a lower layer of adhesive 22 is interposed between the lower face 20 of the honeycomb. the alveolar core 12 and the lower skin 18 to bond the alveolar core 12 to the lower skin 18. Also, the panel 10 has an insulating layer 24 which is interposed between the upper face 16 of the cellular core 12 and the skin The insulating layer 24 consists of at least one adhesive layer 26 reinforced by a reinforcement 28 (shown in dashed lines in FIG. 1), the insulating layer 24 forming an integral element which is manufactured and which is designed to be deposited on the honeycomb core 12 in one step. The expression "in a single step" is to be understood in contrast to the prior art which requires a first step of laying an adhesive layer and a second step of laying a reinforcement layer pre-impregnated with adhesive. According to a preferred embodiment of the invention, the reinforcement 28 is interposed between a first layer of adhesive 26 and a second layer of adhesive 30. Thus, the reinforcement is embedded between two layers of adhesive. However, according to an alternative embodiment, the reinforcement 28 can be interposed between a first adhesive layer 26 and a liquid resin layer 32.
3024708 Le renfort 28 de la couche isolante 24 est conçu pour réaliser l'isolation galvanique entre la première peau supérieure 14 en fibres de carbone et l'âme alvéolaire 12 en aluminium. A cet effet, le renfort 28 de la couche isolante 24 est un tissu de fibres de verre, par exemple. Le renfort 28 est une trame en fibres de verre d'une épaisseur suffisante pour assurer l'isolation galvanique, de préférence d'une épaisseur d'environ 0,11 millimètre pour une masse surfacique d'environ 106 grammes par mètre carré, plus ou moins 6 grammes. De même, la première couche d'adhésif 26 et la seconde couche d'adhésif 30 sont de préférence une résine du type époxyde, et elles présentent une épaisseur cumulée comprise entre 0,20 et 0,25 millimètre pour une masse surfacique d'environ 300 grammes par mètre carré, plus ou moins 15 grammes. Ainsi, la couche isolante 24 présente une masse surfacique d'environ 406 grammes par mètre carré, plus ou moins 20 grammes. L'invention concerne aussi un procédé pour la fabrication d'un panneau 10 à âme alvéolaire du type décrit précédemment. Le procédé comporte une étape préliminaire de fabrication de la couche isolante 24 qui consiste à interposer le renfort 28 entre la première couche 26 d'adhésif et la seconde couche 30 d'adhésif, de sorte que la couche isolante 24 forme un seul élément. Comme on peut le voir à la figure 2, l'étape de fabrication de la couche isolante 24 peut être réalisée au moyen d'une machine 34 qui comporte deux rouleaux 36 opposés formant un passage à travers lequel la première couche 26 d'adhésif, la seconde couche 30 d'adhésif et le renfort 28 sont pressés pour être assemblés et collés entre eux. Selon une variante de réalisation de l'étape de fabrication de la couche isolante 24, représentée à la figure 3, une couche de résine 32 liquide est déposée sur le renfort 28 à la place de la seconde couche 30 d'adhésif. De plus, le procédé comporte une première étape de dépose suivie d'une seconde étape de dépose. La première étape de dépose consiste à déposer la couche isolante 24 sur la première face 16 de l'âme alvéolaire 12. Aussi, la couche inférieure d'adhésif 22 est déposée sur la face inférieure 20 de l'âme alvéolaire 12 au cours de la première étape de dépose.The reinforcement 28 of the insulating layer 24 is designed to perform the galvanic isolation between the first upper skin 14 of carbon fibers and the alveolar core 12 of aluminum. For this purpose, the reinforcement 28 of the insulating layer 24 is a fiberglass fabric, for example. The reinforcement 28 is a fiberglass weft of sufficient thickness to provide galvanic isolation, preferably of a thickness of about 0.11 millimeters for a density per unit area of about 106 grams per square meter, plus or minus 6 grams. Likewise, the first adhesive layer 26 and the second adhesive layer 30 are preferably an epoxy resin, and they have a cumulative thickness of between 0.20 and 0.25 millimeters for a mass per unit area of about 300 grams per square meter, plus or minus 15 grams. Thus, the insulating layer 24 has a basis weight of about 406 grams per square meter, plus or minus 20 grams. The invention also relates to a method for manufacturing a honeycomb core panel 10 of the type described above. The method comprises a preliminary step of manufacturing the insulating layer 24 which consists in interposing the reinforcement 28 between the first layer 26 of adhesive and the second layer 30 of adhesive, so that the insulating layer 24 forms a single element. As can be seen in FIG. 2, the step of manufacturing the insulating layer 24 can be carried out by means of a machine 34 which comprises two opposing rollers 36 forming a passage through which the first layer 26 of adhesive, the second layer 30 of adhesive and the reinforcement 28 are pressed to be assembled and glued together. According to an alternative embodiment of the step of manufacturing the insulating layer 24, shown in Figure 3, a layer 32 of liquid resin is deposited on the reinforcement 28 in place of the second layer 30 of adhesive. In addition, the method comprises a first removal step followed by a second deposition step. The first depositing step consists of depositing the insulating layer 24 on the first face 16 of the cellular core 12. Also, the lower layer of adhesive 22 is deposited on the lower face 20 of the cellular core 12 during the first step of removal.
3024708 6 La seconde étape de dépose consiste à déposer la première peau supérieure 14 sur la couche isolante 24. Aussi, la seconde peau inférieure 18 est déposée sur la couche inférieure d'adhésif 22 au cours de la seconde étape de dépose. De plus, la seconde étape de dépose comprend une phase de compactage de la couche isolante 24. Le procédé selon l'invention permet de déposer la couche isolante 24 en une seule étape au lieu des deux étapes nécessaires selon l'art antérieur. Cette caractéristique permet notamment de réduire le temps de fabrication du panneau 10 et de simplifier la dépose de la couche isolante 24. De plus, le renfort 28 de la couche isolante 24 du panneau 10 selon l'invention ne nécessite pas d'être pré-imprégné de résine, ou d'adhésif, ce qui permet de limiter la masse de la couche isolante 24. La présente description de l'invention est donnée à titre d'exemple non limitatif. On comprendra que la couche isolante 24 peut être réalisée par tout autre type de procédé de fabrication. L'invention concerne également une nacelle (non représentée) d'aéronef comportant un panneau 10 à âme alvéolaire du type décrit précédemment.The second depositing step consists of depositing the first upper skin 14 on the insulating layer 24. Also, the second lower skin 18 is deposited on the lower layer of adhesive 22 during the second depositing step. In addition, the second depositing step comprises a compacting phase of the insulating layer 24. The method according to the invention makes it possible to deposit the insulating layer 24 in a single step instead of the two steps required according to the prior art. This feature makes it possible in particular to reduce the manufacturing time of the panel 10 and to simplify the removal of the insulating layer 24. In addition, the reinforcement 28 of the insulating layer 24 of the panel 10 according to the invention does not need to be pre-stressed. impregnated with resin, or adhesive, which limits the mass of the insulating layer 24. The present description of the invention is given by way of non-limiting example. It will be understood that the insulating layer 24 may be made by any other type of manufacturing method. The invention also relates to an aircraft nacelle (not shown) comprising a honeycomb core panel 10 of the type described above.
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2015
- 2015-08-06 WO PCT/FR2015/052169 patent/WO2016020623A1/en active Application Filing
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