FR3111121A1

FR3111121A1 - Système et méthode pour fraisage et inspection à temps de cycle amélioré

Info

Publication number: FR3111121A1
Application number: FR2011148A
Authority: FR
Inventors: Timothy Guy Gellerson; Clinton Edward Motley; Jeremy Daniel Hall; Leah Johanna Graff; Roger Allen Eckenroth; Brian Wilford Riffle
Original assignee: Pacific Propeller Int LLC; Pacific Propeller International LLC
Current assignee: Pacific Propeller Int LLC; Pacific Propeller International LLC
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: FR3111121B1

Abstract

Cette invention porte à la fois sur un procédé et sur un outillage servant à l’usinage d’alésages coniques de pales d’hélices d’aéronefs Hamilton Sundstrand 7111 et 7121 par exemple, ou de pales équivalentes, conformément aux normes ou spécifications gouvernementales et/ou industrielles pour la remise à neuf de pales de ce type. L’outillage et le procédé inventés constituent une amélioration par rapport aux méthodes d’usinage d’alésages coniques précédentes et actuelles par leur répétabilité améliorée et leur rapport coût-efficacité, car cette méthode d’usinage peut usiner de façon rapide et répétée des pales d’hélices d’une manière satisfaisant à des exigences d’ajustement, de forme et de fonction. Le procédé emploie une fraiseuse horizontale construite spécialement, un montage de retenue de pale construit spécialement, un système de palpage construit spécialement, des alésoirs construits spécialement, et des jauges à air construites spécialement. Un ensemble formant montage de retenue de pale incluant un plateau de base, un montage de retenue de pale et un montage d’alignement de pale maintient une pale d’hélice d’aéronef dans une machine à fraiser horizontale pour la remise à neuf des alésages coniques. La remise à neuf inclut l’alésage de surfaces grenaillées, le contrôle des surfaces alésées à l’aide d’une jauge à air et d’un montage d’émersion de pénétrant fluorescent.

Description

SYSTÈME ET MÉTHODE POUR FRAISAGE ET INSPECTION À TEMPS DE CYCLE AMÉLIORÉ

La présente description concerne de manière générale la réparation et la remise à neuf de pièces d’aéronef et de manière plus spécifique la réparation et la remise à neuf d’hélices d’aéronef.

CONTEXTE

Une hélice d’aéronef produit une traction afin d’entraîner un avion. L’hélice convertit généralement un mouvement rotatif provenant d’un moteur d’aéronef en un souffle d’air tourbillonnant qui habituellement pousse l’aéronef vers l’avant à travers l’air. Une hélice comporte généralement un moyeu, sur lequel des pales radiales à pas fixe ou variable peuvent être fixées. L’hélice tout entière tourne généralement autour de l’axe longitudinal du moteur auquel elle est couplée. Par l’intermédiaire d’engrenages ou d’autres mécanismes mécaniques, le pas des pales radiales peut être rendu fixe, manuellement variable, automatiquement variable, ou analogue.

Il est possible d’utiliser des hélices à des vitesses de vol subsoniques, étant donné que, à des vitesses plus élevées, lorsque la vitesse des pales approche la vitesse du son, une trainée, un bruit et des problèmes structuraux dans l’hélice peuvent se développer. Même à des vitesses de fonctionnement habituelles, l’équilibre et l’intégrité de l’hélice doivent être maintenus pour empêcher toute défaillance. Aussi, dans des conditions habituelles de fonctionnement, une hélice est soumise à des contraintes mécaniques pouvant causer l’apparition de criques, une fatigue ou analogue dans l’hélice, ce qui peut mener à une panne catalectique de l’hélice pouvant même entraîner la perte de l’aéronef. Faire un contrôle proactif et une remise en état peut contribuer à prévenir la défaillance d’une hélice.

Dans le cadre de l’entretien d’un aéronef, il est possible de réaliser un contrôle et une remise en état sur diverses pièces et divers systèmes de l’aéronef afin de tenter de détecter les pièces qui pourraient bientôt tomber en panne, ou dont le temps d’utilisation est suffisant pour justifier un entretien. Toutefois, bien qu’ayant tendance à améliorer la fiabilité des aéronefs, ces efforts de contrôle tendent à faire augmenter les coûts d’entretien général des aéronefs, ainsi que le stock de pièces puisqu’il faut remplacer les pièces sous contrôle par des pièces provenant d’un stock de pièces de rechange.

Le temps passé à l’entretien et les opérations réalisées tendent aussi à faire augmenter les coûts d’entretien d’un aéronef. À tout moment donné, un certain pourcentage de pièces peuvent être retirées ou mises hors de fonctionnement pour être soumises à un entretien et à un contrôle. Avant de pouvoir être jugées adéquates pour la remise en service, il se peut que ces pièces doivent être remises en état ou remises à neuf en raison du contrôle, ou selon la pratique généralement admise. Les procédures de contrôle et de remise en état de ce type tendent à mettre les pièces hors service, ce qui augmente encore les coûts d’entretien. Il serait souhaitable de pouvoir contrôler des pièces vite, avec une plus grande exactitude et à moindre coût afin d’abaisser les coûts d’entretien général. En conséquence, il est souhaitable de continuer à fournir des systèmes et méthodes améliorés de contrôle et d’entretien de pièces d’aéronef telles que les hélices.

RÉSUMÉ

Un résumé simplifié de la divulgation, lequel permettra au lecteur d’acquérir une compréhension générale, est présenté ci-après. Ce résumé n’est pas un aperçu détaillé de la divulgation et n’identifie pas d’éléments principaux/essentiels de l’invention. Il ne définit pas non plus la portée de l’invention. Son unique but est de présenter certains concepts divulgués ici sous une forme simplifiée en prélude à la description plus détaillée qui est donnée par la suite.

Le présent exemple apporte un système et une méthode pour une remise à neuf exacte et économique d’hélices d’aéronef conforme aux normes ou spécifications gouvernementales et/ou industrielles pour une telle remise à neuf. Il est apporté un procédé global pour atteindre les résultats requis ainsi que des machines, un outillage et des montages construits spécialement dans le but d’atteindre les résultats spécifiés. Un ensemble formant montage de retenue de pale incluant un plateau de base, un montage de retenue de pale et un montage d’alignement de pale maintient une pale d’hélice d’aéronef dans une machine à fraiser horizontale pour la remise à neuf des alésages coniques. Une remise à neuf inclut l’alésage de surfaces grenaillées, le contrôle des surfaces alésées à l’aide d’une jauge à air et d’un montage d’émersion de pénétrant fluorescent.

La description détaillée qui suit, lue en conjonction avec les dessins qui l’accompagnent, contribuera à une meilleure compréhension de nombre des caractéristiques associées qui deviendront plus claires.

DESCRIPTION DES DESSINS

La présente description sera mieux comprise d’après la description détaillée qui suit, lue à la lumière des dessins qui l’accompagnent, sur lesquels :

représente le procédé de réparation d’hélices Hamilton Standard SK généralisé.

représente une vue en coupe d’un alésage conique d’hélice.

représente un procédé unique pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente une fraiseuse horizontale sur mesure utilisée pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente un ensemble formant montage de retenue de pale utilisé pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente une vue en bout du montage de retenue de pale utilisé pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente un adaptateur de pale utilisé pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente une plaque d’alignement utilisée pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente un montage d’alignement de pale incluant l’adaptateur de pale et l’alignement qui est utilisé en alésage de précision d’alésages coniques.

représente un alésoir à alésage conique pour douille utilisé pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente un alésoir conique pour laine de plomb utilisé pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente une jauge à air utilisée pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

représente un montage d’émersion de pénétrant fluorescent utilisé pour l’alésage de précision d’alésages coniques.

Des numéros de référence semblables sont utilisés pour désigner des pièces semblables sur les dessins ci-joints.

Claims

Méthode pour la remise à neuf d’une pale d’hélice d’aéronef comprenant :
le chargement d’une pale d’hélice d’aéronef sur un montage de retenue de pale sur une fraiseuse horizontale ;
la rectification d’une face de bout de la pale d’hélice d’aéronef ;
l’alésage du grenaillage d’un alésage conique pour douille et d’un alésage conique pour laine de plomb ;
le mesurage une première fois de l’alésage conique pour douille à l’aide d’une jauge à air ;
la réalisation d’une inspection non destructive de l’alésage conique pour douille et de l’alésage conique pour laine de plomb ;
le grenaillage de l’alésage conique pour douille et de l’alésage conique pour laine de plomb ; et
le mesurage une deuxième fois de l’alésage conique pour douille à l’aide de la jauge à air.
Méthode selon la revendication 1 comprenant en outre l’exécution d’un cycle de palpage.
Méthode selon la revendication 2 dans laquelle l’exécution d’un cycle de palpage inclut la mise en position de la pale d’hélice d’aéronef dans des coordonnées x, y, et z et la recherche d’une position d’orientation de la pale d’hélice d’aéronef, conduisant à une réorientation d’un système à coordonnées de fraiseuse horizontale afin de l’aligner avec une position de pale d’hélice d’aéronef.
Méthode selon la revendication 1 comprenant en outre un alésage de finition de l’alésage conique pour douille.
Méthode selon la revendication 1 dans laquelle le contrôle non destructif inclut une inspection par courant de Foucault de l’alésage conique.
Méthode selon la revendication 1 dans laquelle le contrôle non destructif inclut une inspection par fluorescence de l’alésage conique.
Méthode selon la revendication 6 dans laquelle l’inspection par fluorescence est préparée sans immerger l’hélice d’aéronef dans un réservoir de pénétrant fluorescent.
Méthode selon la revendication 6 comprenant en outre la préparation pour une inspection par fluorescence par l’application de pénétrant fluorescent à l’aide d’un montage d’émersion de pénétrant fluorescent.
Méthode selon la revendication 1 dans laquelle le montage de retenue de pale inclut un montage adaptateur de pale possédant des broches d’alignement permettant un retrait rapide de la pale d’hélice d’aéronef.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef comprenant :
une fraiseuse horizontale avec une table d’usinage ;
un ensemble formant montage de retenue de pale maintenant la pale d’hélice d’aéronef et qui est arrimé à la table d’usinage ; et
un système de palpage servant à mesurer une position d’un jeu de points de référence sur la pale d’hélice.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 10 dans lequel le montage de retenue de pale inclut un montage d’alignement de pale.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 11 dans lequel le montage d’alignement de pale inclut :
un adaptateur de pale ; et
une plaque d’alignement couplée à l’adaptateur de pale.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 12 dans lequel l’hélice d’aéronef est couplée à la plaque d’alignement.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 10 dans lequel le montage de retenue de pale inclut un chariot linéaire.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 10 comprenant en outre un montage d’émersion de pénétrant fluorescent.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 10 comprenant en outre une jauge à air.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 10 comprenant en outre un alésoir conique pour laine de plomb.
Système pour remettre à neuf une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 10 comprenant en outre un alésoir à alésage conique pour douille.
Système pour la remise à neuf d’une pale d’hélice d’aéronef comprenant :
un moyen de montage servant à charger une pale d’hélice d’aéronef sur une fraiseuse horizontale ;
un moyen d’alésage servant à éliminer un grenaillage d’un alésage conique pour douille et d’un alésage conique pour laine de plomb ;
un moyen de mesurage à la jauge à air servant à mesurer l’alésage conique pour douille ;
un moyen de contrôle non destructif servant à réaliser une inspection non destructive de l’alésage conique pour douille et de l’alésage conique pour laine de plomb ; et
un moyen de grenaillage servant à grenailler l’alésage conique pour douille et l’alésage conique pour laine de plomb.
Système pour la remise à neuf d’une pale d’hélice d’aéronef selon la revendication 19 dans lequel le moyen de contrôle non destructif inclut un montage d’émersion de pénétrant fluorescent servant à l’application d’un pénétrant fluorescent dans un alésage conique.