WO2010023371A1 - Procédé et dispositif d'étayage d'un aéronef - Google Patents

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WO2010023371A1
WO2010023371A1 PCT/FR2009/000989 FR2009000989W WO2010023371A1 WO 2010023371 A1 WO2010023371 A1 WO 2010023371A1 FR 2009000989 W FR2009000989 W FR 2009000989W WO 2010023371 A1 WO2010023371 A1 WO 2010023371A1
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WO
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aircraft
candle
shoring
candles
gauge
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/000989
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English (en)
Inventor
David Larcher
Original Assignee
Airbus
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Filing date
Publication date
Application filed by Airbus filed Critical Airbus
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Publication of WO2010023371A1 publication Critical patent/WO2010023371A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/40—Maintaining or repairing aircraft

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for shoring an aircraft, for a maintenance operation.
  • a maintenance operation aimed in particular at its structure, for the purposes of verification and / or maintenance and / or repair, it is often necessary to prop it up with jacking candles to remove , or at least to limit, the stresses appearing in the area of the aircraft, called the area of operation, which is concerned by the maintenance operation.
  • shoring must also be done by controlling the stress levels appearing outside the area of operation.
  • the structure of an aircraft usually comprises a plurality of anchoring points on which are anchored the candles.
  • the total number of candles that can be used and their respective locations are therefore defined during the design and manufacturing phases of the aircraft.
  • the load that each candle must apply to the aircraft varies according to the area of operation, the type of operation and the configuration of the aircraft. This is why, generally, from the design of the aircraft, the technicians establish a list of usual operations, called reference operations, which is not uncommon to have to carry out during the life of the aircraft. aircraft and the corresponding areas of operation; they then establish a map of which candles to use (ie points of support to be expected) and the charges to be applied per candle for each of these reference transactions and / or for each of these areas of operation.
  • mapping of the corresponding support points ensures that any constraints on the aircraft structure in the area of operation are normally less than a given level to preserve the integrity of the structure of the aircraft. But the level of constraints actually obtained is rarely zero and often insufficiently low to allow to dismount bindings without forcing and avoid the corresponding risks.
  • the aim of the invention is to overcome these drawbacks by proposing a method and a device for shoring an aircraft making it possible to obtain, with certainty, a very low level of stress in the operating zone, or even a level of zero stresses. , both for a reference operation and for an unusual and unforeseen maintenance operation.
  • the invention also aims to improve the operational profitability of an aircraft by considerably reducing the periods of immobilization of the aircraft and the costs related to its maintenance.
  • the invention relates to a method of shoring an aircraft as part of a maintenance operation (corresponding or otherwise to a reference operation) concerning an area of the aircraft, called the operating zone, said method using jack candles.
  • the method according to the invention is characterized in that: the number and location of the candles to be used depending on the area of operation is determined from a candle map;
  • strain gauges arranged on the structure of the aircraft are used, the previously used candles to be used are put in place,
  • the constraints measured by at least one strain gauge, referred to as the main control gauge, located in the operation zone are checked;
  • the load applied by at least one candle positioned in the operating zone is regulated according to the constraints measured by the main control gauge and so as to minimize these constraints.
  • the load applied by at least one positioned candle in the operating zone is regulated from the constraints actually experienced by the aircraft structure in at least one point of the operating zone.
  • the invention provides that strain gauges are arranged on the structure of the aircraft. These gauges are for example housed in or on the skin of the aircraft and regularly distributed over its entire body. structure.
  • the stress level obtained in the operating zone can thus be significantly lower than that obtained using a prior method, and this, whether it be a reference operation or not.
  • the risks associated with the dismantling of fasteners in this zone are reduced.
  • the invention also makes it possible to eliminate any related calculation prior to shoring and thus to reduce the aircraft downtime and maintenance costs.
  • the discovery of unforeseen damage in the area of operation or a modification of the configuration of the aircraft does not interrupt the shoring process and does not induce any additional related calculation; the control of the stresses measured by the main control gauge makes it possible to support the aircraft taking into account this damage or this modification.
  • the candle mapping used is for example selected from a list of pre-established maps by operating zones for usual maintenance operations called reference operations.
  • strain gauges used are advantageously strain gauges of the aircraft which are arranged on the structure of the aircraft and calibrated at the time of manufacture. This calibration poses no problem here since the manufacture of the structure is carried out using frames to ensure a zero level of stress in the structure under construction.
  • the load applied by each candle positioned in the operation zone is regulated according to the constraints measured by the main control gauge and so as to minimize these constraints.
  • this regulation is carried out so that the stresses measured by the main control gauge become less than a predetermined threshold value. If possible, the regulation is carried out so that these constraints become null.
  • each candle (with jack) comprises electronic control means making it possible to control the force in its jack, and the regulation previously defined is carried out automatically with the help of computer means, said centralized control means, which enslave to the measurements provided by the main control gauge, the control means of each regulated candle.
  • one controls (manually or preferably automatically) each candle located outside the area of operation so that it applies a constant load given by the selected map.
  • This preferred embodiment does not exclude the possibility of also regulating the load applied by one or more of these candles as a function of the constraints measured by the main control gauge.
  • the constraints measured by one or more other strain gages, called secondary control gages are also controlled.
  • Some of these secondary control gauges may be located in the area of operation. In this case, it is chosen, as the main control gauge, the strain gauge of the aircraft closest to the location specifically concerned by the maintenance operation.
  • Secondary strain gauges may also be used to measure strain gauges outside the area of operation, such as to verify that the corresponding aircraft areas (in which these secondary gauges are located) are located. do not suffer from stresses likely to damage the structure of the aircraft locally.
  • the invention then makes it possible to control the stress levels not only in the operating zone, but also in the rest of the aircraft structure, and preferably throughout the maintenance operation, whatever in either the course. In the event of system failure, the control gauges, if they exceed the allowed values, will advantageously automatically bring the system to a standstill.
  • candle regulation can be performed from the constraints measured by the single main control gauge.
  • it is performed according to the constraints measured not only by the main control gauge but also by one or more of the secondary control gauges, preferably located in the operating area.
  • the regulation is performed so as to minimize the constraints measured by the single main control gauge.
  • it is performed so as to minimize both the stresses measured by the main control gauge and the stresses measured by one or more of said secondary control gauges.
  • the invention also relates to a shoring device comprising candles jack, characterized in that it is adapted to allow implementation of the method according to the invention.
  • the shoring device when the regulation of the candles is carried out automatically, the shoring device according to the invention is characterized in that each candle (with jack) comprises electronic control means for controlling the force of its jack, and in that the shoring device comprises computer means called centralized control means, connection means between said centralized control means and at least one strain gauge arranged in the aircraft, and connecting means between said means.
  • centralized control device and the control means of at least one candle, the centralized control means being adapted to allow the load applied by said candle to be regulated according to the stresses measured by said strain gauge so as to minimize the latter.
  • the centralized control means are adapted to make it possible to regulate the load applied by the candle as a function of the stresses measured by a plurality of strain gauges to which they are connected, and so as to minimize the stresses measured by one or more of these gauges.
  • the centralized control means may also be connected to a plurality of candles and be adapted to allow the load applied by each of them to be regulated, and this, depending on the constraints measured by a single strain gauge and so as to to minimize the stresses measured by the latter, either as a function of the stresses measured by several strain gages and so as to minimize the stresses measured by one or more of these gages.
  • FIG. 1 is a side view of a propped aircraft
  • FIG. 2 is a schematic view from above of the aircraft of Figure 1 supported by a shoring device according to the invention
  • FIG. 3 is a diagrammatic cross-sectional view of a wing portion of the aircraft of FIG. 2.
  • an aircraft as illustrated in Figure 1 is usually supported by candles 1.
  • anchor points for anchoring candles are provided in the structure of the aircraft.
  • the set of candles 1 that can be used includes: candles 2 carrying the fuselage of the aircraft and arranged on the sides thereof; candles 3 also carrying the fuselage of the aircraft and arranged in a median longitudinal plane thereof, including two main candles 6 respectively arranged under the nose and under the tail of the fuselage; candles 4 carrying the wing of the aircraft, including a main candle 7 for each of the two wings; candles 5 carrying the empennage of the aircraft.
  • the set of candles that can be used can be observed in Figure 2: in this figure, each candle is materialized by a point (except the main candles 6 and 7 materialized by a triangle). Some of these candles, including the main candles 6 and 7 above, are systematically installed regardless of the maintenance operation to be performed. The others are installed or not depending on the operation and the area of the aircraft concerned.
  • each candle 1 comprises: a base; a jack arranged generally substantially vertically; control means including actuating means of the jack and a load cell for measuring the load applied by the jack on the aircraft; anchoring means of the jack on the aircraft.
  • the jack can be hydraulic as well with a pump and a manometer for measuring the applied force of a worm, its actuating means comprising in the latter case on the one hand a gear which meshes with said screw and d on the other hand a motor driving said wheel in rotation in one direction or the other (the axis of the wheel remaining fixed).
  • the anchoring means of the candle comprise for example: a fitting whose upper part is inserted into a corresponding hole in a structural element of the aircraft (this hole forming an anchor point as previously defined), and which a projecting lower part forms a ball joint; a first adapter element which on one side fits said ball joint and on the other is coupled to the load cell (in the upper part thereof); a second adapter element which on one side is coupled to the load cell (in the lower part thereof) and the other is coupled to a cylinder head.
  • the structure of a wing of an aircraft such as that illustrated generally comprises: spars, attached to the fuselage at the root and which generally extend in a transverse direction corresponding to the direction of the span; ribs extending generally in a longitudinal direction of the aircraft, which ribs support an upper coating, said extrados skin, and a lower coating, said lower skin, and therefore transmit the aerodynamic loads to the side members; the intrados skin and the aforementioned extrados.
  • the ribs are usually numbered starting from the root.
  • Figure 2 illustrates more particularly a method and a shoring device according to the invention.
  • the shoring process is in the example implemented as part of a maintenance operation performed on the right wing of the aircraft, between the rib No. 13 and the rib No. 22 thereof.
  • the device according to the invention comprises:
  • strain gauges arranged on the structure of the aircraft during its manufacture; the aircraft is advantageously equipped with at least one strain gauge per identified area of operation, - connection means 12 (wired or wireless) for the connection of the centralized control means 11 with a plurality of candles 1;
  • - Linking means 14 (wired or wireless) for the connection of the centralized control means 11 with one or possibly more than one strain gauge.
  • the map corresponding to the operating zone is selected, and the candles 1 to be used (number and location) are determined from this map. This map provides candles for use inside and outside the area of operation.
  • each candle to be used is preferably first installed according to the data provided by the selected cartography, particularly with regard to the charging of said candle.
  • the corresponding charge provided by the map is entered into the control means of the candle as a setpoint charge, and the jack thereof is actuated by its actuating means up to that the load actually applied, as measured by the load cell of the candle, is equal to said setpoint load.
  • this setpoint load is precisely the load to be applied throughout the maintenance operation for each candle positioned outside the operating area.
  • the load to be applied is however defined as being that which makes it possible to minimize or even cancel the stresses measured by a strain gauge located in the operation zone.
  • three candles 41, 42, 43 supporting the right wing 6 are installed in the operating zone, at the limit thereof.
  • the candles marked 42 and 43 are anchored to the structure of the wing 6 at the rib No. 13, while the candle 41 is anchored to the structure of the wing 6 at the rib No. 22.
  • each of these three candles 41-43 is for example first installed so as to apply a load corresponding to the load provided by the selected map. This applied load is then regulated using the centralized control means 11 and a strain gauge 10 located in the operating zone.
  • FIG. 1 see FIG.
  • this strain gauge 10 is placed on the upper surface 8 of the wing, between the ribs 13 and 22.
  • the arrows 15 drawn in FIG. 3 symbolize the distribution of the stresses undergone in real time by the extrados 8 and the intrados 7 of the wing in the transverse direction, substantially in line with the strain gauge 10.
  • left of Figure 2 corresponds to the distribution before regulation, the right one to distribution after regulation.
  • the extrados 8 undergoes tensile stresses in the direction of the tip of the wing, the intrados undergoing opposite stresses.
  • the centralized control means 11 receive, in real time, via the connection means 14, signals representative of the stresses measured by the strain gauge 10. As a function of the distribution of these stresses (arrows 15), they transmit in time real to one or more of the candles 41-43, via the connecting means 12, control signals representative of a direction of movement of the cylinder of said candle - that is to say a direction rotation of the toothed wheel meshing with said jack-which tends to rebalance this distribution.
  • the control means of the candles 41-43 control in real time the displacement of their respective cylinder as a function of the control signals they receive from the centralized control means 11.
  • the centralized control means 11 send no control signal to the candles 42 and 43, whose cylinders therefore remain motionless.
  • the control means of the candle 41 send on the other hand to the control means of the candle 41 control signals for moving his cylinder upwards.
  • the centralized control means 11 cease sending these control signals to the candle 41, the movement of the cylinder is thus instantly stopped. If the measured constraints change meaning without to cancel each other, the regulation may possibly continue by ordering the candles 42, 43, as explained for the candle 41.
  • This regulation makes it possible to reach, in the area of operation, an extremely low level of stress, even zero, without any preliminary calculation and in a fast, certain and economical way.
  • the level of constraints achieved facilitates the maintenance operations and considerably reduces the related risks recalled in the introduction (increase in the size of the fasteners for each maintenance operation and subsequent decrease in the aircraft's capacity to be repaired, deformation of the structure of the aircraft. the aircraft ).
  • the invention may be subject to numerous variations with respect to the illustrated embodiment, provided that these variants fall within the scope delimited by the claims.
  • strain gauges For example, it is possible to control the stresses measured by a plurality of strain gauges, including a strain gauge, referred to as the main control gauge, corresponding to the gauge of the aircraft located closest to the location of interest. maintenance operation, and strain gauges called secondary control gauges.
  • the regulation of the loads applied by the candle or candles positioned in the operating zone may or may not depend on the stresses measured by the secondary control gauges.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Ship Loading And Unloading (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé d'étayage d'un aéronef utilisant des chandelles à vérin (1), dans lequel : - on détermine le nombre et l'emplacement des chandelles à utiliser en fonction de la zone d'opération, à partir d'une cartographie de chandelles, - on utilise des jauges de contraintes (10) agencées sur la structure de l'aéronef, - on met en place les chandelles à utiliser (1, 41-43) précédemment déterminées, - on contrôle les contraintes mesurées par au moins une jauge de contraintes (10) située dans la zone d'opération, - on régule la charge appliquée par au moins une chandelle (41) positionnée dans la zone d'opération, en fonction des contraintes mesurées par ladite jauge et de façon à minimiser ces contraintes. L'invention s'étend à un dispositif d'étayage apte à mettre en œuvre ce procédé.

Description

Procédé et dispositif d'étayage d'un aéronef
La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'étayage d'un aéronef, en vue d'une opération de maintenance. Lorsqu'un aéronef doit subir une opération de maintenance visant notamment sa structure, aux fins de vérification et/ou d'entretien et/ou de réparation, il est souvent nécessaire de l'étayer à l'aide de chandelles à vérin afin de supprimer, ou à tout le moins de limiter, les contraintes apparaissant dans la zone de l'aéronef, dite zone d'opération, qui est concernée par l'opération de maintenance.
Il importe que le niveau de contraintes obtenu dans la zone d'opération soit le plus bas possible. En effet, lors du démontage d'une fixation dans la zone d'opération, un niveau de contraintes trop élevé oblige à forcer sur la fixation, et le risque est grand à cette occasion d'abîmer le trou recevant la fixation. Lorsqu'un tel incident survient, il est ensuite nécessaire d'agrandir le diamètre du trou et de changer de diamètre de fixation. Mais ceci ne peut être reproduit indéfiniment et la capacité de l'aéronef à être réparé diminue à chaque opération de maintenance. En outre, un étayage inadapté engendre également des risques de déformation de la structure de l'aéronef (dans la zone d'opération) en cas de retrait d'un grand nombre de fixations.
Il est à noter que l'étayage doit également être réalisé en maîtrisant les niveaux de contraintes apparaissant en dehors de la zone d'opération.
Pour permettre un tel étayage, la structure d'un aéronef comprend usuellement une pluralité de points d'ancrage sur lesquels viennent s'ancrer les chandelles. Le nombre total de chandelles pouvant être utilisées et leur emplacement respectif sont donc définis en phases de conception et de fabrication de l'aéronef. Dans le cadre d'une opération de maintenance, selon la zone concernée, il n'est cependant pas nécessaire d'agencer toutes les chandelles. En outre, la charge que chaque chandelle doit appliquer sur l'aéronef varie selon la zone d'opération, le type d'opération et la configuration de l'aéronef. C'est pourquoi généralement, dès la conception de l'aéronef, les techniciens établissent une liste d'opérations usuelles, dites opérations de référence, qu'il n'est pas rare d'avoir à réaliser au cours de la vie de l'aéronef ainsi que les zones d'opération correspondantes ; ils établissent alors une cartographie des chandelles à utiliser (c'est-à-dire des points de soutien à prévoir) et des charges à appliquer par chandelle pour chacune de ces opérations de référence et/ou pour chacune de ces zones d'opération.
Dans le cadre d'une opération de maintenance correspondant à une opération de référence, l'application de la cartographie des points de soutien correspondante garantit que les contraintes éventuellement subies par la structure de l'aéronef dans la zone d'opération sont normalement inférieures à un niveau donné permettant de préserver l'intégrité de la structure de l'aéronef. Mais le niveau de contraintes réellement obtenu est rarement nul et souvent insuffisamment faible pour permettre de démonter les fixations sans forcer et d'éviter les risques correspondants.
Par ailleurs, lorsqu'une opération de maintenance inhabituelle et imprévue, c'est-à-dire ne correspondant pas à une opération de référence (ce qui est souvent le cas lors de réparations structurelles) doit être réalisée, les cartographies susmentionnées ne peuvent être utilisées. Il est alors nécessaire de définir, par calcul, les chandelles à utiliser et les charges correspondantes à appliquer. Ces calculs sont menés sur un modèle simplifié de l'aéronef, dans lequel, par exemple, le fuselage et les ailes de l'aéronef sont modélisés par trois poutres (une poutre pour chaque élément précité). Ils fournissent par conséquent des résultats très imprécis, qui ne permettent pas de garantir le niveau de contraintes souhaité dans la zone d'opération. De surcroît, malgré les simplifications consenties, ces calculs sont longs et doivent être réalisés par le constructeur de l'aéronef, ce qui crée des délais supplémentaires pouvant aller jusqu'à une journée. Aux coûts liés à l'exécution des calculs s'ajoutent ceux résultant de l'immobilisation de l'aéronef.
En outre, il peut arriver, au cours d'une opération de maintenance, qu'un dommage qui n'avait pas été préalablement décelé soit découvert ou encore qu'une modification de la configuration aéronef intervienne (démontage d'un élément modifiant la masse de l'aéronef, ...). Ceci oblige alors à recalculer les chandelles, prolongeant plus encore la durée d'immobilisation de l'aéronef. De plus, étant donné que les calculs sont basés sur un rapport pouvant contenir des erreurs et non sur la configuration réelle de l'aéronef, il n'est pas exclu que les chandelles initialement prévues aient pour effet d'augmenter les contraintes dans la zone endommagée jusqu'à éventuellement mettre en péril la structure de l'aéronef.
L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif d'étayage d'un aéronef permettant d'obtenir, de façon certaine, un très faible niveau de contraintes dans la zone d'opération, voire un niveau de contraintes nul, aussi bien pour une opération de référence que pour une opération de maintenance inhabituelle et imprévue.
L'invention vise également à améliorer la rentabilité opérationnelle d'un aéronef en réduisant considérablement les durées d'immobilisation de l'aéronef et les coûts liés à sa maintenance. Pour ce faire, l'invention concerne un procédé d'étayage d'un aéronef dans le cadre d'une opération de maintenance (correspondant ou non à une opération de référence) concernant une zone de l'aéronef, dite zone d'opération, ledit procédé utilisant des chandelles à vérin.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que : - on détermine le nombre et l'emplacement des chandelles à utiliser en fonction de la zone d'opération, à partir d'une cartographie de chandelles,
- on utilise des jauges de contraintes agencées sur la structure de l'aéronef, - on met en place les chandelles à utiliser précédemment déterminées,
- on contrôle les contraintes mesurées par au moins une jauge de contraintes, dite jauge de contrôle principale, située dans la zone d'opération,
- on régule la charge appliquée par au moins une chandelle positionnée dans la zone d'opération, en fonction des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale et de façon à minimiser ces contraintes.
Ainsi, selon l'invention, au lieu d'être déterminée uniquement à l'aide d'une cartographie ou par un calcul avec des hypothèses de simplification importantes, et d'être par conséquent approximative, la charge appliquée par au moins une chandelle positionnée dans la zone d'opération est régulée à partir des contraintes réellement subies par la structure de l'aéronef en au moins un point de la zone d'opération. A cette fin, l'invention prévoit que des jauges de contraintes soient agencées sur la structure de l'aéronef. Ces jauges sont par exemple logées dans ou sur la peau de l'aéronef et régulièrement réparties sur l'ensemble de sa structure.
Grâce à l'invention, le niveau de contraintes obtenu dans la zone d'opération peut ainsi être significativement inférieur à celui obtenu à l'aide d'un procédé antérieur, et ce, qu'il s'agisse d'une opération de référence ou non. Les risques liés au démontage des fixations dans cette zone en sont réduits. Dans le cas d'une opération inhabituelle, l'invention permet de surcroît de supprimer tout calcul connexe préalable à l'étayage et de réduire ainsi la durée d'immobilisation de l'aéronef et les coûts de maintenance. En outre, la découverte d'un dommage imprévu dans la zone d'opération ou une modification de la configuration de l'aéronef n'interrompt pas le procédé d'étayage et n'induit aucun calcul connexe supplémentaire ; le contrôle des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale permet d'étayer l'aéronef en tenant compte de ce dommage ou de cette modification.
Dans un procédé d'étayage selon la présente invention, la cartographie de chandelles utilisée est par exemple sélectionnée parmi une liste de cartographies préétablies par zones d'opération pour des opérations de maintenance usuelles dites opérations de référence.
Les jauges de contraintes utilisées sont avantageusement des jauges de contraintes de l'aéronef qui sont agencées sur la structure de l'aéronef et étalonnées au moment de sa fabrication. Cet étalonnage ne pose ici pas de problème puisque la fabrication de la structure est réalisée à l'aide de bâtis permettant de garantir un niveau nul de contraintes dans la structure en construction.
Avantageusement, lorsque plusieurs chandelles sont positionnées dans la zone d'opération, on régule la charge appliquée par chaque chandelle positionnée dans la zone d'opération, en fonction des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale et de façon à minimiser ces contraintes.
De préférence, cette régulation est effectuée de façon à ce que les contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale deviennent inférieures à une valeur seuil prédéterminée. Si possible, la régulation est effectuée de façon à ce que ces contraintes deviennent nulles.
Avantageusement, chaque chandelle (à vérin) comprend des moyens de commande électroniques permettant de commander l'effort dans son vérin, et la régulation précédemment définie s'effectue de façon automatique à l'aide de moyens informatiques, dits moyens de contrôle centralisé, qui asservissent aux mesures fournies par la jauge de contrôle principale, les moyens de commande de chaque chandelle régulée.
De préférence, on commande (manuellement ou de préférence automatiquement) chaque chandelle située en dehors de la zone d'opération de façon à ce qu'elle applique une charge constante donnée par la cartographie sélectionnée. Ce mode de réalisation préféré n'exclut pas la possibilité de réguler aussi la charge appliquée par l'une ou plusieurs de ces chandelles en fonction des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale. Avantageusement, on contrôle également les contraintes mesurées par une ou plusieurs autres jauges de contraintes, dites jauges de contrôle secondaires.
Certaines de ces jauges de contrôle secondaires peuvent être situées dans la zone d'opération. Dans ce cas, on choisit, comme jauge de contrôle principale, la jauge de contraintes de l'aéronef la plus proche de l'endroit précisément concerné par l'opération de maintenance.
On peut également utiliser, à titre de jauges de contrôle secondaires, des jauges de contraintes situées en dehors de la zone d'opération, afin notamment de vérifier que les zones de l'aéronef correspondantes (dans lesquelles sont situées ces jauges de contrôle secondaires) ne subissent pas des contraintes susceptibles d'endommager localement la structure de l'aéronef. L'invention permet alors de maîtriser les niveaux de contraintes non seulement dans la zone d'opération, mais aussi dans le reste de la structure de l'aéronef, et ce de préférence tout au long de l'opération de maintenance, quel qu'en soit le déroulement. En cas de défaillance du système, les jauges de contrôle si elles dépassent les valeurs autorisées mettront avantageusement automatiquement le système à l'arrêt.
Par ailleurs, la régulation des chandelles peut être effectuée à partir des contraintes mesurées par la seule jauge de contrôle principale. En variante, elle est effectuée en fonction des contraintes mesurées non seulement par la jauge de contrôle principale mais aussi par une ou plusieurs des jauges de contrôle secondaires, de préférence situées dans la zone d'opération. Dans ce cas, selon une première variante, la régulation est effectuée de façon à minimiser les contraintes mesurées par la seule jauge de contrôle principale. Selon une deuxième variante, elle est effectuée de façon à minimiser à la fois les contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale et les contraintes mesurées par l'une ou plusieurs desdites jauges de contrôle secondaires.
L'invention concerne également un dispositif d'étayage comprenant des chandelles à vérin, caractérisé en ce qu'il est adapté pour permettre de mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
En particulier, lorsque la régulation des chandelles est effectuée de façon automatique, le dispositif d'étayage selon l'invention est caractérisé en ce que chaque chandelle (à vérin) comprend des moyens de commande électroniques permettant de commander l'effort de son vérin, et en ce que le dispositif d'étayage comprend des moyens informatiques dits moyens de contrôle centralisé, des moyens de liaison entre lesdits moyens de contrôle centralisé et au moins une jauge de contraintes agencée dans l'aéronef, et des moyens de liaison entre lesdits moyens de contrôle centralisé et les moyens de commande d'au moins une chandelle, les moyens de contrôle centralisé étant adaptés pour permettre de réguler la charge appliquée par ladite chandelle en fonction des contraintes mesurées par ladite jauge de contraintes de façon à minimiser ces dernières. Eventuellement, les moyens de contrôle centralisé sont adaptés pour permettre de réguler la charge appliquée par la chandelle en fonction des contraintes mesurées par une pluralité de jauges de contraintes auxquelles ils sont reliés, et de façon à minimiser les contraintes mesurées par l'une ou plusieurs de ces jauges. Les moyens de contrôle centralisé peuvent également être reliés à une pluralité de chandelles et être adaptés pour permettre de réguler la charge appliquée par chacune d'entre elles, et ce, soit en fonction des contraintes mesurées par une unique jauge de contraintes et de façon à minimiser les contraintes mesurées par celle-ci, soit en fonction des contraintes mesurées par plusieurs jauges de contraintes et de façon à minimiser les contraintes mesurées par l'une ou plusieurs de ces jauges.
D'autres détails et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, qui se réfère aux dessins annexés et porte sur un mode de réalisation préférentiel, fourni à titre d'exemple non limitatif. Sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue de profil d'un aéronef étayé,
- la figure 2 est une vue schématique de dessus de l'aéronef de la figure 1 étayé à l'aide d'un dispositif d'étayage selon l'invention,
- la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une portion d'aile de l'aéronef de la figure 2.
Dans le cadre d'une opération de maintenance portant sur sa structure, un aéronef tel qu'illustré sur la figure 1 est usuellement étayé à l'aide de chandelles 1. A cette fin, des points d'ancrage pour l'ancrage des chandelles sont ménagés dans la structure de l'aéronef.
L'ensemble des chandelles 1 pouvant être utilisées comprend : des chandelles 2 portant le fuselage de l'aéronef et agencées sur les côtés de celui-ci ; des chandelles 3 portant également le fuselage de l'aéronef et agencées dans un plan longitudinal médian de celui-ci, dont deux chandelles principales 6 agencées respectivement sous le nez et sous la queue du fuselage ; des chandelles 4 portant la voilure de l'aéronef, dont une chandelle principale 7 pour chacune des deux ailes ; des chandelles 5 portant l'empennage de l'aéronef. L'ensemble des chandelles pouvant être utilisées peut être observé sur la figure 2 : sur cette figure, chaque chandelle est matérialisée par un point (à l'exception des chandelles principales 6 et 7 matérialisées par un triangle). Certaines de ces chandelles, dont les chandelles principales 6 et 7 susmentionnées, sont systématiquement installées quelle que soit l'opération de maintenance à réaliser. Les autres sont installées ou non selon l'opération et la zone de l'aéronef concernée. En effet, pour chaque modèle d'aéronef, il est connu de diviser l'aéronef en zones, dites zones d'opération, correspondant chacune à une ou plusieurs opérations de maintenance (vérification, entretien, réparation...) usuelles, dites opérations de référence, de répartir les points d'ancrage des chandelles en fonction des zones d'opération ainsi recensées et d'établir, pour chacune de ces zones d'opération, une cartographie déterminant les chandelles à utiliser. Les zones d'opération et les cartographies correspondantes sont établies en phase de conception de l'aéronef. Les cartographies connues fournissent non seulement les chandelles (nombre et emplacement) à utiliser, mais aussi la procédure à appliquer à l'aéronef à chacune d'entre elles dans le cas d'une opération de référence. La zone d'opération concernée ici (exemple : Cadre n° 20- 22 ou nervure n° 22-25 extrados...) est entrée par l'opérateur dans des moyens informatiques 11 (définis plus loin) du dispositif selon l'invention. Ces moyens informatiques fournissent alors la cartographie préétablie correspondante. De façon connue, chaque chandelle 1 comprend : un piétement ; un vérin agencé généralement sensiblement verticalement ; des moyens de commande comprenant notamment des moyens d'actionnement du vérin et une cellule de charge permettant de mesurer la charge appliquée par le vérin sur l'aéronef ; des moyens d'ancrage du vérin sur l'aéronef. Le vérin peut être aussi bien hydraulique avec une pompe et un manomètre pour mesurer l'effort appliqué qu'une vis sans fin, ses moyens d'actionnement comprenant dans ce dernier cas d'une part une roue dentée qui engrène avec ladite vis et d'autre part un moteur entraînant ladite roue en rotation dans un sens ou dans l'autre (l'axe de la roue restant fixe). Les moyens d'ancrage de la chandelle comprennent par exemple : une ferrure dont une partie supérieure est insérée dans un trou correspondant ménagé dans un élément de structure de l'aéronef (ce trou formant un point d'ancrage tel que précédemment défini), et dont une partie inférieure saillante forme une rotule ; un premier élément adaptateur qui d'un côté emboîte ladite rotule et de l'autre est accouplé à la cellule de charge (en partie supérieure de celle-ci) ; un deuxième élément adaptateur qui d'un coté est accouplé à la cellule de charge (en partie inférieure de celle-ci) et de l'autre est accouplé à une tête du vérin.
La structure d'une aile d'un aéronef tel celui illustré comprend généralement : des longerons, attachés au fuselage au niveau de l'emplanture et qui s'étendent généralement selon une direction transversale correspondant à la direction de l'envergure ; des nervures s'étendant généralement selon une direction longitudinale de l'aéronef, lesquelles nervures supportent un revêtement supérieur, dit peau extrados, et un revêtement inférieur, dit peau intrados, et transmettent par conséquent les charges aérodynamiques aux longerons ; les peaux intrados et l'extrados susmentionnées. Les nervures sont usuellement numérotées en partant de l'emplanture.
La figure 2 illustre plus particulièrement un procédé et un dispositif d'étayage selon l'invention. Le procédé d'étayage est en l'exemple mis en œuvre dans le cadre d'une opération de maintenance réalisée sur l'aile droite de l'aéronef, entre la nervure n°13 et la nervure n°22 de celle-ci. Le dispositif selon l'invention comprend :
- les chandelles 1 précédemment décrites,
- des moyens informatiques 11 dits moyens de contrôle centralisé,
- des jauges de contraintes agencées sur la structure de l'aéronef lors de sa fabrication ; l'aéronef est avantageusement équipé d'au moins une jauge de contraintes par zone d'opération recensée, - des moyens de liaison 12 (filaires ou sans fil) pour la liaison des moyens de contrôle centralisé 11 avec une pluralité de chandelles 1 ;
- des moyens de liaison 14 (filaires ou sans fil) pour la liaison des moyens de contrôle centralisé 11 avec une ou éventuellement plusieurs jauges de contraintes. Selon l'invention, on sélectionne la cartographie correspondant à la zone d'opération, et on détermine les chandelles 1 à utiliser (nombre et emplacement) à partir de cette cartographie. Cette cartographie fournit les chandelles à utiliser à l'intérieur et en dehors de la zone d'opération.
Quelle que soit son emplacement, chaque chandelle à utiliser est de préférence tout d'abord installée conformément aux données fournies par la cartographie sélectionnée, notamment en ce qui concerne la charge de ladite chandelle. Pour ce faire, pour chaque chandelle, la charge correspondante fournie par la cartographie est entrée dans les moyens de commande de la chandelle à titre de charge de consigne, et le vérin de celle-ci est actionné par ses moyens d'actionnement jusqu'à ce que la charge effectivement appliquée, telle que mesurée par la cellule de charge de la chandelle, soit égale à ladite charge de consigne.
En l'exemple illustré, on considère que cette charge de consigne est précisément la charge à appliquer tout au long de l'opération de maintenance pour chaque chandelle positionnée en dehors de la zone d'opération.
Pour chaque chandelle positionnée dans la zone d'opération, la charge à appliquer est en revanche définie comme étant celle permettant de minimiser, voire d'annuler, les contraintes mesurées par une jauge de contraintes située dans la zone d'opération. En l'exemple illustré, trois chandelles 41 , 42, 43 supportant l'aile droite 6 sont installées dans la zone d'opération, en limite de celle-ci. Les chandelles repérées 42 et 43 sont ancrées à la structure de l'aile 6 au niveau de la nervure n°13, tandis que la chandelle 41 est ancrée à la structure de l'aile 6 au niveau de la nervure n°22. Comme précédemment expliqué, chacune de ces trois chandelles 41-43 est par exemple tout d'abord installée de façon à appliquer une charge correspondant à la charge fournie par la cartographie sélectionnée. Cette charge appliquée est ensuite régulée à l'aide des moyens de contrôle centralisé 11 et d'une jauge de contraintes 10 située dans la zone d'opération. En l'exemple illustré (voir figure 3), cette jauge de contraintes 10 est placée sur l'extrados 8 de l'aile, entre les nervures n°13 et n°22. Les flèches 15 dessinées sur la figure 3 symbolisent la répartition des contraintes subies en temps réel par l'extrados 8 et l'intrados 7 de l'aile selon la direction transversale, sensiblement à l'aplomb de la jauge de contraintes 10. Le diagramme de gauche de la figure 2 correspond à la répartition avant régulation, celui de droite à la répartition après régulation. En l'exemple, avant régulation, l'extrados 8 subit des contraintes de traction en direction du bout de l'aile, l'intrados subissant des contraintes opposées. Enfin, la flèche repérée 42, 43 matérialise les chandelles correspondantes et symbolise la charge appliquée par ces deux chandelles 42, 43 sur l'intrados 7 au niveau de la nervure n°13 ; la flèche 41 matérialise la chandelle correspondante et symbolise la charge appliquée par cette chandelle 41 sur l'intrados 7 au niveau de la nervure n°22.
Avantageusement, les moyens de contrôle centralisé 11 reçoivent en temps réel, via les moyens de liaison 14, des signaux représentatifs des contraintes mesurées par la jauge de contraintes 10. En fonction de la répartition de ces contraintes (flèches 15), ils émettent en temps réel à destination de l'une ou plusieurs des chandelles 41-43, via les moyens de liaison 12, des signaux de commande représentatifs d'un sens de déplacement du vérin de ladite chandelle - c'est-à-dire d'un sens de rotation de la roue dentée engrenant avec ledit vérin- qui tend à rééquilibrer cette répartition. Les moyens de commande des chandelles 41- 43 commandent en temps réel le déplacement de leur vérin respectif en fonction des signaux de commande qu'ils reçoivent des moyens de contrôle centralisé 11. En l'exemple illustré, les moyens de contrôle centralisé 11 n'envoient aucun signal de commande aux chandelles 42 et 43, dont les vérins restent par conséquent immobiles. Ils envoient par contre aux moyens de commande de la chandelle 41 des signaux de commande permettant de déplacer son vérin vers le haut. Lorsque les contraintes mesurées par la jauge de contraintes 10 deviennent nulles ou changent de sens, les moyens de contrôle centralisé 11 cessent d'envoyer ces signaux de commande à la chandelle 41 , dont le déplacement du vérin est ainsi instantanément stoppé. Si les contraintes mesurées changent de sens sans s'annuler, la régulation peut éventuellement se poursuivre par commande des chandelles 42, 43, comme expliqué pour la chandelle 41.
Cette régulation permet d'atteindre, dans la zone d'opération, un niveau de contraintes extrêmement faible, voir nul, et ce, sans calcul préalable et de façon rapide, certaine et économique. Le niveau de contraintes atteint facilite les opérations de maintenance et réduit considérablement les risques afférents rappelés en introduction (augmentation de la taille des fixations à chaque opération de maintenance et diminution subséquente de la capacité de l'aéronef à être réparé, déformation de la structure de l'aéronef...). L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes par rapport au mode de réalisation illustré, dès lors que ces variantes entrent dans le cadre délimité par les revendications.
Par exemple, il est possible de contrôler les contraintes mesurées par une pluralité de jauges de contraintes, dont une jauge de contraintes, dite jauge de contrôle principale, correspondant à la jauge de l'aéronef située au plus près de l'endroit concerné par l'opération de maintenance, et des jauges de contraintes dites jauges de contrôle secondaires. La régulation des charges appliquées par la ou les chandelles positionnées dans la zone d'opération peut dépendre ou non des contraintes mesurées par les jauges de contrôle secondaires.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'étayage d'un aéronef dans le cadre d'une opération de maintenance concernant une zone de l'aéronef, dite zone d'opération, ledit procédé utilisant des chandelles à vérin (1 ) et étant caractérisé en ce que :
- on détermine le nombre et l'emplacement des chandelles à utiliser en fonction de la zone d'opération, à partir d'une cartographie de chandelles,
- on utilise des jauges de contraintes (10) agencées sur la structure de l'aéronef,
- on met en place les chandelles à utiliser (1 , 41-43) précédemment déterminées,
- on contrôle les contraintes mesurées par au moins une jauge de contraintes (10), dite jauge de contrôle principale, située dans la zone d'opération,
- on régule la charge appliquée par au moins une chandelle (41 ) positionnée dans la zone d'opération, en fonction des contraintes mesurées par la jauge de contrôle principale et de façon à minimiser ces contraintes.
2. Procédé d'étayage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la cartographie de chandelles est sélectionnée parmi une liste de cartographies préétablies par zones d'opération pour des opérations de maintenance usuelles, dites opérations de référence.
3. Procédé d'étayage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les jauges de contraintes utilisées sont des jauges de contraintes (10) de l'aéronef agencées et étalonnées au moment de sa fabrication.
4. Procédé d'étayage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on régule la charge appliquée par chaque chandelle (41-43) positionnée dans la zone d'opération, en fonction des contraintes mesurées par la jauge de contrôle (10) principale et de façon à minimiser ces contraintes.
5. Procédé d'étayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque chandelle utilisée comprend un vérin et des moyens de commande électroniques permettant de commander l'effort dans son vérin, en ce que la régulation s'effectue de façon automatique à l'aide de moyens informatiques (11 ), dit moyens de contrôle centralisé, qui asservissent aux mesures fournies par la jauge de contrôle (10) principale, les moyens de commande de chaque chandelle régulée.
6. Procédé d'étayage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on commande chaque chandelle (1) située en dehors de la zone d'opération de façon à ce qu'elle applique une charge constante donnée par la cartographie sélectionnée.
7. Procédé d'étayage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on contrôle les contraintes mesurées par une ou plusieurs autres jauges de contraintes, dites jauges de contrôle secondaires, situées dans ou en dehors de la zone d'opération.
8. Procédé d'étayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la régulation est effectuée en fonction des contraintes mesurées à la fois par la jauge de contrôle principale et par une ou plusieurs des jauges de contrôle secondaires.
9. Dispositif d'étayage pour aéronef comprenant des chandelles à vérin, caractérisé en ce qu'il est adapté pour permettre de mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 8.
10. Dispositif d'étayage selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque chandelle (1 ) comprend des moyens de commande électroniques permettant de commander l'effort dans son vérin, et en ce que le dispositif d'étayage comprend des moyens informatiques (11) dits moyens de contrôle centralisé, des moyens de liaison (14) entre lesdits moyens de contrôle centralisé et au moins une jauge de contraintes (10) agencée dans l'aéronef, et des moyens de liaison (12) entre lesdits moyens de contrôle centralisé et les moyens de commande d'au moins une chandelle (41 ), les moyens de contrôle centralisé étant adaptés pour permettre de réguler la charge appliquée par ladite chandelle en fonction des contraintes mesurées par ladite jauge de contraintes de façon à minimiser ces dernières.
11. Dispositif d'étayage selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de contrôle centralisé (11 ) sont adaptés pour permettre de réguler la charge appliquée par ladite chandelle en fonction des contraintes mesurées par une pluralité de jauges de contraintes auxquelles les moyens de contrôle centralisés sont reliés de façon à minimiser les contraintes mesurées par l'une ou plusieurs de ces jauges.
12. Dispositif d'étayage selon l'une des revendications 10 ou 11 , caractérisé en ce que les moyens de contrôle centralisé (11 ) sont adaptés pour permettre de réguler les charges appliquées par une pluralité de chandelles (41- 43) auxquelles ils sont reliés, en fonction des contraintes mesurées par une ou plusieurs jauges de contraintes (10) et de façon à minimiser les contraintes mesurées par cette jauge ou par l'une ou plusieurs de ces jauges.
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