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FR3109369A1 - Procédé de fabrication d’un aéronef et aéronef obtenu par sa mise en œuvre - Google Patents

Procédé de fabrication d’un aéronef et aéronef obtenu par sa mise en œuvre Download PDF

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Abstract

L’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un aéronef, notamment du type téléopéré (1), comportant différents éléments structurels tels qu’au moins un fuselage (3) et des ailes (4), dans lequel on fabrique indépendamment les uns des autres lesdits éléments structurels de l’aéronef et on les relie entre eux. Il est caractérisé en ce que pour fabriquer chaque élément structurel de l’aéronef on utilise des strates élémentaires, issues d’une décomposition de l’élément considéré selon un plan et un ou des pas déterminés, et préalablement obtenues par découpe de flans de matériau puis assemblées entre elles pour reconstituer ledit élément structurel, et en ce que pour relier entre eux les différents éléments structurels de l’aéronef, on utilise des moyens d’assemblage réversible. L’invention concerne également un aéronef (1) obtenu par la mise en œuvre de ce procédé. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Procédé de fabrication d’un aéronef et aéronef obtenu par sa mise en œuvre
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un aéronef, notamment du type téléopéré, comportant différents éléments structurels, tels qu’au moins un fuselage et des ailes, dans lequel on fabrique indépendamment les uns des autres lesdits éléments structurels de l’aéronef et on les relie entre eux.
De manière connue, de nombreux développements concernant ce domaine ont d’ores et déjà été effectués à travers le monde et ont fait l’objet de publications décrivant leurs objectifs et spécificités techniques.
A ce propos, le document CN 109911189 enseigne la possibilité de fabriquer au moins une partie des éléments constitutifs d’un drone birotor par impression 3D, puis de les assembler entre eux. Il en va de même en ce qui concerne la publication IN 201841036738.
Par ailleurs, le document US 20180118326 décrit une fabrication par technologie additive d’un drone, autre que l’impression 3D. Ainsi, dans ce document, il a été imaginé de recouvrir une ossature interne définissant un fuselage et des ailes, d’une enveloppe constituée de fibres au moins partiellement recouvertes d’une résine. Il est précisé que l’ossature peut être constituée de différents modules indépendants obtenus par un procédé de fabrication additive tel que la pultrusion ou l’extrusion. Cette même technologie, toutefois mise en œuvre différemment, est également préconisée pour réaliser l’enveloppe.
A la connaissance du présent demandeur, les différents procédés de fabrication d’aéronefs, de type notamment téléopérés, connus à ce jour présentent toutefois l’inconvénient de fournir un engin de structure figée, ne permettant aucune évolution au fil du temps, par exemple en vue d’une adaptation à une nouvelle application ou pour en améliorer les performances. En d’autres termes, les technologies habituelles n’autorisent aucun remplacement d’un élément structurel de l’aéronef par un autre, notamment de forme différente pour en modifier l’architecture générale, ou d’intégrité structurelle intacte en cas d’apparition de pièce défectueuse. Ces technologies ne permettent pas davantage un éventuel désassemblage des éléments structurels en vue de leur recombinaison selon un plan différent de la version originale, comportant le cas échéant des éléments structurels additionnels ou de forme différente.
Par conséquent, le but de la présente invention est de proposer une solution alternative à celles existantes, et de fournir un procédé de fabrication,d’un aéronef de type notamment téléopéré permettant une structure évolutive de celui-ci et une interchangeabilité de ses éléments constitutifs.
L’invention vise également à proposer une technologie au travers de laquelle les éléments structurels peuvent être conçus à partir d’un ou plusieurs matériaux différents, leur conférant des propriétés variables.
L’invention aspire de surcroît à fournir un tel procédé qui soit propice à une mise en œuvre à échelle industrielle, dont le coût est maîtrisé, tout en garantissant l’obtention d’un produit haut de gamme en adéquation avec les besoins et attentes habituelles des clients visés.
A cet effet, la présente invention concerne un procédé du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que pour fabriquer chaque élément structurel de l’aéronef on utilise des strates élémentaires, issues d’une décomposition de l’élément considéré selon un plan et un ou des pas déterminés, et préalablement obtenues par découpe de flans de matériau puis assemblées entre elles pour reconstituer ledit élément structurel, et en ce que pour relier entre eux les différents éléments structurels de l’aéronef, on utilise des moyens d’assemblage réversible.
Conformément à une caractéristique de ce procédé, l’on utilise, en guise de moyens d’assemblage réversible, des moyens d’assemblage magnétique et/ou des moyens d’assemblage mécanique.
Par ailleurs, la caractéristique selon laquelle l’on pourvoit chaque élément structurel de l’aéronef d’au moins une face d’assemblage avec un autre élément structurel et en ce que l’on confère à chacune des faces d’assemblage de chacun desdits éléments structurels une forme complémentaire à celle d’une face d’assemblage d’un autre élément structurel est également prévue par le procédé selon l’invention.
Avantageusement, pour réaliser lesdites strates élémentaires constitutives de chaque élément structurel la possibilité d’utiliser un ou plusieurs flans d’un même matériau ou de matériaux différents est encore prévue.
A ce propos, une caractéristique du procédé selon l’invention est définie par la possibilité d’utiliser un ou plusieurs matériaux choisis parmi la liste comportant le bois, un matériau dérivé du bois, le métal, un matériau composite.
Plus précisément, le présent procédé prévoit la possibilité d’employer un ou plusieurs matériaux choisi(s) parmi le groupe comportant le balsa, le samba, le peuplier, le bouleau, l’okoumé, le magnésium, le titane, les alliages d’aluminium.
Une caractéristique additionnelle du procédé selon l’invention est définie par le fait que l’on réalise le fuselage sous la forme d’un tronçon standard de structure fixe et d’un ou plusieurs tronçons de structure variable reliés au tronçon de structure fixe.
La présente invention a également pour objet un aéronef constitué de différents éléments structurels reliés entre eux, tels qu’au moins un fuselage et des ailes, obtenu par la mise en œuvre du procédé comportant les caractéristiques mentionnées ci-dessus, caractérisé en ce que les différents éléments structurels sont formés chacun d’une pluralité de strates élémentaires assemblées entre elles et en ce qu’ils sont reliés entre eux par des moyens d’assemblage réversibles.
Une première caractéristique de l’aéronef selon l’invention consiste en ce que chacun desdits éléments structurels est pourvu d’une face d’assemblage de forme complémentaire à celle d’une face d’assemblage d’un autre élément structurel.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’aéronef selon l’invention, chaque face d’assemblage comporte une pluralité d’aimants permanents logés chacun dans un logement conçu apte à servir de blindage magnétique.
La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels :
illustre une vue en perspective de dessus d’une variante de réalisation d’un aéronef selon l’invention,
représente une vue en semi-éclaté de l’aéronef de la figure 1,
illustre les strates élémentaires dont est composé un élément constitutif de l’aéronef de la figure 1, et
illustre une face d’assemblage que comporte un élément constitutif de l’aéronef de la figure 1.
En référence aux dessins, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d’un aéronef, du type notamment aéronef téléporté 1, constitué de différents éléments standards modulaires dont le nombre et la structure sont avantageusement adaptés à l’application à laquelle il est destiné.
En d’autres termes, le procédé selon l’invention consiste à fabriquer les différents composants nécessaires à la construction d’un aéronef, indépendamment les uns des autres, sous forme de modules dont l’architecture est figée, puis d’associer entre eux, par des moyens d’assemblage réversible appropriés, des modules de structure dédiée, propre à l’obtention de l’aéronef souhaité.
Ainsi, l’aéronef téléporté 1 conforme à la variante de réalisation illustrée, est plus spécifiquement dédié à des missions d’assistance lors de catastrophes naturelles, telles que notamment des incendies. A cet effet, l’aéronef téléporté 1 est constitué d’un caisson central 2, placé entre deux fuselages 3 auxquels sont reliées des ailes gauche 4 et droite 8 et à chaque fois un groupe de propulsion 5 ainsi qu’une dérive 6 et un stabilisateur 7.
Plus précisément, en référence à la figure 2, chaque fuselage 3 présente une partie de fuselage avant 30, comportant un capot 31, et une partie de fuselage arrière 32. Cette dernière peut présenter une structure fixe, commune à l’ensemble des aéronefs fabriqués par le procédé selon l’invention, tandis que la partie de fuselage avant 30 présente une structure spécifiquement dédiée à un engin d’assistance. Chaque aile 4, 8 est constituée d’une partie centrale 40, 80 et d’une partie d’extrémité 41, 81. Enfin, le stabilisateur 7 présente une portion centrale 70, une portion gauche 71, ainsi qu’une portion droite 72. Tous ces éléments définissent les éléments structurels de l’aéronef téléporté 1.
Conformément à l’invention, chacun de ces éléments structurels de l’aéronef téléporté 1, est fabriqué à partir de strates élémentaires, issues d’une décomposition de l’élément considéré selon un plan et un ou des pas déterminés, et préalablement obtenues par découpe de flans ou de plaques de matériau. A ce propos, la figure 3 montre plus en détail une étape du procédé de fabrication du caisson central 2, au cours de laquelle les strates 20 de matériau, permettant l’obtention d’une de ses portions 21, sont réparties les unes derrière les autres le long d’un axe X en vue de leur assemblage pour reconstituer ladite portion.
Il convient de noter que les strates élémentaires 20 formant chaque élément constitutif de l’aéronef téléporté 1 peuvent être issues d’un ou de plusieurs flans d’un même matériau ou de matériaux différents choisis parmi la liste comportant le bois, un matériau dérivé du bois, parmi lesquels on peut citer le balsa, le samba, le peuplier, le bouleau, l’okoumé, mais également un métal, comme par exemple le magnésium, ou le titane, un alliage, tel qu’un alliage d’aluminium, ou encore un matériau composite.
Comme indiqué ci-dessus, lorsque les différents éléments structurels dd l’aéronef téléporté 1 sont fabriqués, le présent procédé prévoit de les relier entre eux par des moyens d’assemblage réversible.
Dans la variante de réalisation illustrée, chaque élément structurel est pourvu à cet effet d’une face d’assemblage avec un autre élément structurel. De plus, chacune des faces d’assemblage de chacun desdits éléments structurels présente une forme complémentaire à celle d’une face d’assemblage d’un autre élément structurel (cf. fig. 4).
Ainsi par exemple, en référence à la figure 2, les parties de fuselage 32 arrière présentent chacune une face d’assemblage 33 avec une face d’assemblage 42, 82 de forme complémentaire que comporte chaque partie centrale 40, 80 des ailes gauche 4 et droite 8. Elles présentent par ailleurs une face d’assemblage 34 de forme complémentaire à une face d’assemblage 35 dont sont pourvues les parties avant 30 de chaque fuselage 3. Chaque face d’assemblage 33, 34, 35, 42, 82 d’un élément de fuselage 30, 32 ou d’un élément d’aile 40, 80 comporte en outre une pluralité d’aimants permanents logés chacun dans un logement 36 conçu apte à servir de blindage magnétique, ainsi qu’un ou plusieurs logements 37 destinés à accueillir des vis de serrage.
Les autres éléments constitutifs de l’aéronef téléporté 1 sont pourvus de faces d’assemblage présentant des caractéristiques comparables et ne seront, par conséquent, pas toutes citées ni décrites.
Il ressort clairement de ce qui précède que le procédé selon l’invention permet aux utilisateurs d’aéronefs, tels qu’un aéronef téléporté 1 de se procurer un engin correspondant précisément à leur besoin, au travers d’une fabrication de ce dernier sous forme de modules standards interchangeables, sélectionnés en fonction de l’application souhaitée. De plus, une telle conception sous forme de modules individuels interchangeable aboutit à une structure évolutive permettant, le cas échéant, une adaptation en cours de vie d’un aéronef à une application différente de celle d’origine, ou encore le remplacement d’un élément structurel endommagé par un élément structurel intact.
Également, une fabrication de chaque module par fabrication additive à partir de strates successives résultant d’une découpe de plaques de matériau permet d’alterner la nature de ces derniers et d’intégrer dans un même élément structurel une pluralité de matériaux de nature différente et par conséquent d’adapter facilement ces derniers par rapport aux propriétés finales recherchées.

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication d’un aéronef, du type notamment téléopéré (1), comportant différents éléments structurels tels qu’au moins un fuselage (3) et des ailes (4), dans lequel on fabrique indépendamment les uns des autres lesdits éléments structurels de l’aéronef et on les relie entre eux,caractérisé en ce qu epour fabriquer chaque élément structurel de l’aéronef on utilise des strates élémentaires (20), issues d’une décomposition de l’élément considéré selon un plan et un ou des pas déterminés, et préalablement obtenues par découpe de flans de matériau puis assemblées entre elles, pour reconstituer ledit élément structurel, et en ce que pour relier entre eux les différents éléments structurels de l’aéronef, on utilise des moyens d’assemblage réversible.
  2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’on utilise, en guise de moyens d’assemblage réversible, des moyens d’assemblage magnétique et/ou des moyens d’assemblage mécanique.
  3. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’on pourvoit chaque élément structurel de l’aéronef d’au moins une face d’assemblage (33, 34, 35, 42, 82) avec un autre élément structurel et en ce que l’on confère à chacune des faces d’assemblage de chacun desdits éléments structurels une forme complémentaire à celle d’une face d’assemblage d’un autre élément structurel.
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour réaliser lesdites strates élémentaires (20) constitutives de chaque élément structurel on utilise un ou plusieurs flans d’un même matériau ou de matériaux différents.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que pour réaliser lesdites strates élémentaires (20) constitutives de chaque élément structurel on utilise un ou plusieurs matériaux choisis parmi la liste comportant le bois, un matériau dérivé du bois, un métal, un alliage d’aluminium, un matériau composite.
  6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’on utilise un ou plusieurs matériaux choisi(s) parmi le groupe comportant le balsa, le samba, le peuplier, le bouleau, l’okoumé, le magnésium, le titane, un alliage d’aluminium.
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’on réalise le fuselage (3) sous la forme d’un tronçon standard (32) de structure fixe et d’un ou plusieurs tronçons (30) de structure variable reliés au tronçon (32) de structure fixe.
  8. Aéronef (1) constitué de différents éléments structurels reliés entre eux, tels qu’au moins un fuselage (3) et des ailes (4), obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents éléments structurels sont formés chacun d’une pluralité de strates élémentaires (20) assemblées entre elles et en ce qu’ils sont reliés entre eux par des moyens d’assemblage réversibles.
  9. Aéronef (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chacun desdits éléments structurels est pourvu d’une face d’assemblage (33, 34, 35, 42, 82) de forme complémentaire à celle d’une face d’assemblage d’un autre élément structurel.
  10. Aéronef (1) selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque face d’assemblage comporte une pluralité d’aimants permanents logés chacun dans un logement (36) conçu apte à servir de blindage magnétique.
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