FR2962712A1 - Structure d'aeronef integrant des supports de systemes. - Google Patents

Abstract

Ladite structure comporte une ossature formée de cadres (6) sur lesquels est fixée à l'aide de pièces de liaison (8) une peau extérieure (10). Elle comporte en outre des supports (4) portant des moyens de fixation pour un système (2). Au moins un desdits supports (4) est porté par une pièce de liaison (8).

Description

La présente invention concerne une structure d'aéronef comportant des supports de systèmes. Ainsi, la présente invention concerne le domaine aéronautique et plus particulièrement la construction d'aéronefs.

De manière habituelle, un fuselage d'aéronef présente une ossature formée de cadres et de lisses. L'enveloppe extérieure du fuselage est fixée sur les cadres et les lisses. Lorsque l'aéronef est destiné à voler à haute altitude, compte tenu des températures extérieures auxquelles il doit être soumis, il est nécessaire de réaliser une isolation thermique du fuselage. Il est alors connu de recouvrir la face intérieure de la peau formant l'enveloppe du fuselage de matelas isolant se présentant sous la forme de lés ou de panneaux souples. Ces matelas sont appelés matelas de peau (en anglais : "field blankets"). II convient également d'isoler thermiquement chaque cadre. On utilise alors des matelas présentant une structure similaire à celle des matelas de peau mais dont la forme est adaptée pour venir enrober les cadres à l'intérieur du fuselage. Ces matelas sont appelés par la suite matelas de cadre (en anglais : "frame blankets"). Les cadres du fuselage servent également de supports de fixation pour divers systèmes. On entend ici par système des équipements de l'aéronef ainsi que les câblages électriques, les réseaux hydrauliques, les réseaux pneumatiques, les conduits d'air pour la ventilation et la pressurisation à l'intérieur du fuselage .... Les cadres du fuselage sont alors percés de trous d'une part pour permettre la fixation des matelas isolants et d'autre part pour permettre le supportage et la fixation des systèmes. Ces trous fragilisent les cadres et doivent parfois être compensés par des renforts structuraux ce qui complique donc la conception de l'aéronef. En outre, en ce qui concerne les matelas, il convient d'adapter leur forme aux divers dispositifs de fixation prévus. Des trous, des coupes, entailles, oeillets, ... doivent être prévus dans les matelas pour permettre le passage d'un dispositif de fixation, s'adapter à la structure du fuselage, .... Les trous et entailles réalisés dans les matelas dégradent leur performance d'isolation et sont sources de ponts thermiques (et acoustiques) et elles réduisent donc les performances des matelas. Il convient donc de limiter à la fois le nombre de trous réalisés dans la structure de l'aéronef (cadre et/ou autre pièce structurelle) ainsi que dans les matelas isolants (matelas de peau et matelas de cadre). En outre, lorsque la structure de l'aéronef est réalisée en matériaux composites, outre les systèmes mentionnés plus haut, il convient également de prévoir un système assurant le retour du courant des différents récepteurs électriques vers la source d'énergie électrique correspondante. On a alors dans ce cas, par rapport à un avion "classique", un nombre de systèmes plus importants à faire passer dans l'aéronef. Il est ainsi nécessaire de prévoir un plus grand nombre de supports de systèmes sur la structure de l'aéronef.

La présente invention a alors pour but de fournir les moyens permettant à une structure d'aéronef de supporter un plus grand nombre de systèmes sans toutefois augmenter le nombre de trous, ou autres adaptations, dans ladite structure. Avantageusement, les moyens mis en oeuvre par la présente invention 15 seront faciles à mettre en oeuvre et/ou d'un prix de revient limité et/ou d'une masse aussi limitée que possible. À cet effet, la présente invention propose une structure d'aéronef comportant une ossature formée de cadres sur lesquels est fixée à l'aide de pièces de liaison une peau extérieure. 20 Selon la présente invention, cette structure comporte en outre des supports portant des moyens de fixation pour un système, et au moins un desdits supports est porté par une pièce de liaison. L'invention propose ainsi de manière originale de se servir des pièces de liaison entre les cadres de la structure et la peau extérieure pour recevoir des 25 supports destinés à supporter un système. Lesdites pièces de liaison remplissent ainsi une nouvelle fonction. Ceci ouvre des perspectives dans l'aménagement des systèmes dans un aéronef en permettant une plus grande flexibilité. Dans une structure d'aéronef selon l'invention, si au moins une pièce de liaison comporte deux parties sensiblement planes, disposées 30 perpendiculairement l'une par rapport à l'autre et reliées entre elles par une nervure de renfort, alors on peut prévoir qu'au moins un support portant des moyens de fixation soit monté sur la nervure de renfort. Ce positionnement du support est avantageux car il y a généralement autour d'une telle nervure de renfort, appelée également stabilisateur, de l'espace, ce qui permet un montage aisé du support. Pour cette forme de réalisation de la pièce de liaison, on peut aussi prévoir qu'une partie sensiblement plane de la pièce de liaison, appelée première partie, est fixée sur un cadre tandis que la peau extérieure est fixée sur l'autre partie sensiblement plane, appelée seconde partie, de la pièce de liaison que la nervure de renfort présente un premier bord sensiblement parallèle à la première partie et un second bord oblique faisant un angle aigu avec la première partie et avec la seconde partie, et qu'au moins un support portant des moyens de fixation présente deux rainures logeant chacune partiellement soit le premier bord, soit le second bord de la nervure. On peut alors réaliser un montage avec effet de coin, ce qui permet une bonne fixation du support sur la nervure de renfort. Dans le dernier cas de figure évoqué au paragraphe précédent, au moins un support peut présenter un corps, et les deux rainures sont par exemple intégrées audit corps en ne formant qu'une seule pièce avec celui-ci. On a alors un support compact, facile à mettre en oeuvre.

Une variante alternative adaptable à de nombreuses formes de pièces de liaison prévoit qu'au moins un support présente un corps, qu'une rainure est réalisée dans le corps, et que ledit support comporte en outre une pièce mobile par rapport audit corps et portant une seconde rainure. Pour permettre un meilleur maintien du support sur la structure, au moins un support présente avantageusement un talon, la pièce de liaison portant ledit support présente avantageusement face au cadre une butée s'étendant perpendiculairement audit cadre, et le talon dudit support vient également en appui contre la butée de la pièce de liaison. La présente invention concerne également un aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte une structure d'aéronef telle que décrite ci-dessus. Un tel aéronef comporte généralement en outre des matelas isolants disposés d'une part contre la peau extérieure de la structure d'aéronef et d'autre part autour des cadres. L'invention propose alors une variante de réalisation avantageuse dans laquelle lesdits matelas isolants recouvrent entièrement les supports portant les moyens de fixation, c'est-à-dire que lesdits supports se trouvent entre les matelas isolants et la peau extérieure, et un matelas isolant est pris en sandwich localement entre un support et un système supporté par ledit support. De cette manière, les supports participent également au maintien du matelas isolant.

Des détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective de moyens permettant de supporter un système, câble ou similaire, dans une structure d'aéronef, La figure 2 est une vue semblable à la figure 1 mais montrant uniquement un support monté sur une pièce de liaison, La figure 3 est une vue similaire à la figure 2 mais montrée sous un autre angle, La figure 4 est une vue en perspective et à échelle agrandie du support montré sur les figures 1 à 3, La figure 5 est une vue correspondant à la figure 1 pour une variante de réalisation de la présente invention, La figure 6 montre le support de la figure 5 monté sur une pièce de liaison, La figure 7 est une vue correspondant à la figure 6 mais vue sous un autre angle, La figure 8 montre le support des figures 5 à 7 en perspective, La figure 9 montre une première pièce du support de la figure 8 en position sur une pièce de liaison, La figure 10 montre en perspective une seconde pièce du support montré sur la figure 8, La figure 11 est une vue en perspective de l'ensemble montré sur la figure 5 en intégrant toutefois des matelas isolants, et Les figures 12 et 13 montrent une troisième variante de réalisation d'un système selon la présente invention. La figure 1 montre un système 2 monté sur un support 4 permettant ainsi la fixation dudit système sur une structure d'aéronef. Le système représenté ici est un système tubulaire métallique qui peut être utilisé par exemple pour assurer un retour de courant dans un aéronef dont la structure est réalisée dans un matériau composite, non conducteur de l'électricité. La structure de l'aéronef comporte de manière classique des cadres 6. Dans les formes de réalisation représentées ici, les cadres 6 se présentent sous la forme de pièces profilées en Z cintrées de manière à former une poutre annulaire.

Des clips 8 sont utilisés pour venir fixer sur lesdits cadres 6 une peau extérieure 10 éventuellement renforcée comme représenté par exemple sur les figures 1 à 3. La figure 6 montre bien une forme d'un clip 8 qui peut être utilisé ici. Dans cette forme de réalisation, le clip 8 présente d'une part une équerre et d'autre part un stabilisateur 12. L'équerre présente une première branche 14 destinée à être fixée, par exemple rivetée ou co-bondée (de l'anglais co-bonded), sur un cadre 6 ainsi qu'une seconde branche 16 destinée à porter la peau extérieure 10. Le stabilisateur 12 se présente sous la forme d'une nervure s'étendant dans un plan perpendiculaire au plan de la première branche 14 et au plan de la seconde branche 16 et est destiné à maintenir un angle droit entre les deux branches de l'équerre lorsque des contraintes sont appliquées sur la peau extérieure 10 et/ou sur le cadre 6. La figure 4 présente en perspective le support 4. Ce dernier est formé de trois parties principales : une partie d'attache 18 assurant la liaison du support 4 avec un stabilisateur 12, un plateau 20 pour permettre la liaison avec le système 2 et un talon 22. La partie d'attache 18 présente une zone plane destinée à venir en appui contre le stabilisateur 12 qui est lui aussi plan. À chacune des extrémités de la zone plane de la partie d'attache 18, se trouve à chaque fois une rainure destinée à recevoir un bord du stabilisateur 12. Une première rainure 24 s'étend sur sensiblement toute la hauteur de la partie d'attache 18. Une seconde rainure 26 est formée par l'espace laissé entre la zone plane de la partie d'attache 18 et une dent d'encliquetage 28 portée par un bras 30 et surplombant ladite zone plane.

Dans la forme de réalisation des figures 1 à 4, le stabilisateur 12 présente une forme légèrement différente de celle visible sur la figure 6 évoquée précédemment. Comme on peut le voir notamment sur les figures 1 et 3, le stabilisateur 12 présente un premier bord 32 qui s'étend parallèlement à la première branche 14 du clip 8 en étant cependant décalé par rapport au plan de la première branche 14. Un second bord 34, opposé au premier bord 32, est quant à lui incliné. Ce second bord 34 s'étend sur sensiblement toute la hauteur du clip 8. Le premier bord 32, quant à lui, ne s'étend que sur une partie de la hauteur du clip 8. Il se termine par un décrochement 36. Le talon 22 est une partie du support 4 permettant de parfaire l'appui du support sur la structure de l'aéronef. Il porte une butée 38 destinée à venir au contact du décrochement 36. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, dans sa position montée, le premier bord 32 du stabilisateur 12 est logé dans la seconde rainure 26 tandis que le second bord 34 dudit stabilisateur 12 est logé dans la première rainure 24. Dans sa position montée la butée 38 vient contre le décrochement 36. Du côté opposé au talon 22, le support 4 porte le plateau 20. Dans la forme de réalisation représentée, ce plateau 20 s'étend dans un plan perpendiculaire d'une part à la zone plane de la partie d'attache 18 et d'autre part à la direction de la seconde rainure 26. Ce plateau 20 présente un alésage 42 lui permettant de recevoir de nombreux moyens de fixation pour des câbles, tubes, etc.. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, l'alésage 42 reçoit un clip de fixation 44 en O. Ce clip de fixation 44 peut être monté à l'aide d'un boulon ou par simple encliquetage. Les figures 5 à 11 illustrent une seconde forme de réalisation de la présente invention, dans laquelle les éléments similaires aux éléments de la première forme de réalisation reprennent les mêmes références. On retrouve ici une structure sensiblement similaire à la structure décrite précédemment. On a donc ainsi des cadres 6 qui viennent porter une peau extérieure 10 à l'aide de clips 8. Chaque clip 8 présente une première branche 14 et une seconde branche 16. On retrouve également un stabilisateur 12 qui présente toutefois une forme légèrement différente. Il s'agit ici de la seule différence avec le support 4 entre la structure représentée sur les figures 1 à 4 et la structure des figures 5 à 11. Le stabilisateur 12 comporte ici également un second bord 34 semblable au second bord de la première forme de réalisation. Ici, on a toutefois un premier bord 32' parallèle au second bord 34. Dans cette seconde forme de réalisation, le support 4 est configuré différemment. On retrouve une partie d'attache 18 et un plateau 20 mais on ne 30 retrouve pas de talon. Alors que le plateau 20 est sensiblement similaire au plateau 20 de la première forme de réalisation, avec un alésage 42, la partie d'attache 18 est réalisée ici en deux pièces. Une première pièce de la partie d'attache 18 forme un tout avec le plateau 20. Cette première partie présente une zone en forme d'étrier destinée à venir enserrer le premier bord 32' du stabilisateur 12. Cette pièce vient enserrer ce bord de la même manière qu'un étrier de frein à disque vient de part et d'autre d'un disque de frein. Le fond de l'étrier définit une seconde rainure 26. Une des branches de l'étrier est prolongée de manière à former une glissière de guidage pour recevoir une seconde pièce 46. Cette dernière présente également une extrémité en forme d'étrier destinée à venir enserrer le second bord 34 du stabilisateur 12 à la manière d'un étrier de frein autour d'un disque de frein. Le fond de l'étrier de cette pièce 46 définit une première rainure. Une branche de cet étrier est prolongée par une patte de guidage 48 destinée à venir s'introduire dans la glissière définie précédemment. Le montage du support 4 s'effectue alors en positionnant la première pièce portant le plateau 20 sur le stabilisateur 12, le premier bord 32' venant se loger dans la seconde rainure 26. Pour un meilleur positionnement, comme on peut le voir notamment sur la figure 9, des encoches 50 peuvent être prévues sur le premier bord 32'. Des dents correspondantes peuvent alors être prévues au fond de la seconde rainure 26 formée par l'étrier correspondant. La patte de guidage 48 est alors coulissée dans la glissière correspondante jusqu'à ce que l'étrier de la seconde pièce vienne enserrer le second bord 34 du stabilisateur 12 qui est alors logé dans la première rainure 24.

Par rapport à la première forme de réalisation, on remarque que l'une des rainures venant enserrer un bord est plus longue que dans la première forme de réalisation. De ce fait, on réalise un meilleur appui sur le stabilisateur directement. C'est pour cela qu'il n'est pas nécessaire de prévoir dans cette seconde forme de réalisation un talon permettant de réaliser un ou deux appuis supplémentaires du support. Les figures 5 et 11 montrent l'environnement du support 4, et montrent notamment comment un tel support est intégré à une structure d'aéronef et montre également un exemple de système porté par ledit support. Dans la forme de réalisation représentée, le support 4 porte ici un système 2 constituant des moyens permettant le retour de courant dans un aéronef à structure composite. Une bande métallique plate est ici utilisée pour réaliser le retour de courant. La figure 11 montre en outre une proposition pour la mise en place de matelas isolants. De manière classique, des matelas de deux types différents sont utilisés pour l'isolation thermique et phonique de la structure de l'aéronef. Des premiers matelas, se présentant sous la forme de lés, appelés également matelas de peau 52 (en anglais "field blankets"), viennent reposer contre la peau extérieure 10 entre deux cadres 6 successifs. Les autres matelas sont appelés matelas de cadre 54 (en anglais "frame blankets") et viennent recouvrir un cadre 6 et faire la jonction entre deux matelas de peau 52 voisins. La figure 11 illustre également comment sont positionnés les matelas de peau 52 et un matelas de cadre 54. Il est prévu dans la forme de réalisation montrée sur la figure 11 que le matelas de cadre 54 vienne également recouvrir le support 4. Toutefois, le système 2 n'est pas recouvert par le matelas de cadre 54. Pour cela, on prévoit des oeillets (non représentés) dans le matelas de cadre 54. Chaque oeillet est alors positionné sur un plateau 20 d'un support 4 et est traversé par une vis utilisée pour réaliser la fixation du système 2 sur le support 4. On peut également envisager une forme de réalisation dans laquelle le système est lui aussi recouvert par les matelas isolants. Dans cette variante, il n'est alors plus nécessaire de prévoir des oeillets dans les matelas de cadre. Un autre moyen pour le maintien des matelas de cadre est alors à prévoir pour les fixer sur les cadres correspondants. Les figures 12 et 13 montrent une autre variante de réalisation de la présente invention. II s'agit ici d'une variante se rapprochant de celle représentée sur les figures 1 et 4 qui reprend notamment des clips 8, et notamment des stabilisateurs 12, de même forme. On a donc ici un clip 8 avec un stabilisateur 12 comme représenté sur les figures 1 à 3. Le stabilisateur 12 présente ainsi un premier bord 32 s'étendant parallèlement à la première branche 14 du clip 8.

Pour cette variante de réalisation, comme pour la précédente, nous utiliserons les mêmes références que celles déjà utilisées pour désigner des pièces similaires. Le support 4 est ici redessiné. On retrouve ici une partie d'attache 18 et un talon 22. Toutefois, le plateau des deux premières formes de réalisation est remplacé ici par un collier de fixation 56. La partie d'attache 18 présente comme dans la forme de réalisation de la figure 4, une zone plane destinée à venir en appui contre le stabilisateur 12 du clip 8 correspondant. Les bords du stabilisateur sont logés dans respectivement une première rainure 24 et une seconde rainure 26. Alors que dans la forme de réalisation montrée sur la figure 4, la seconde rainure était définie simplement par une dent d'encliquetage 28 portée par un bras 30, on a dans cette forme de réalisation une seconde rainure 26 définie par deux dents d'encliquetage 28 montées chacune sur un bras 30. De l'autre côté de la partie d'attache 18, la première rainure 24 est semblable à la première rainure 24 décrite précédemment en référence à la forme de réalisation des figures 1 à 4. On remarque sur les figures 12 et 13 que le talon 22 est plus grand ici que pour le support montré sur la figure 4. On retrouve aussi la présence d'une butée 38 destinée à coopérer avec un décrochement 36 réalisé au niveau du stabilisateur 12. Comme évoqué plus haut, cette troisième forme de réalisation prévoit une fixation d'un système 2 à l'aide non pas d'un plateau muni d'un alésage mais d'un collier. Le collier de fixation 56 utilisé ici est placé dans un plan coplanaire avec la zone plane de la partie d'attache 18 du support 4. Ce collier présente une partie fixe ne formant qu'une seule pièce avec la partie d'attache 18. Pour permettre l'introduction d'un système 2 dans le collier de fixation 56, celui-ci présente un bras articulé 58 sur la partie fixe du collier. Un système de verrouillage, par exemple par encliquetage, est prévu pour maintenir le collier de fixation 56 en position fermée.

Les différentes formes de réalisation décrites ci-dessus permettent de venir fixer un système sur une structure d'un aéronef sans avoir à percer de trous ou réaliser de découpes dans la structure. Seule la seconde forme de réalisation prévoit des clips de formes particulières. On pourrait toutefois prévoir que tous les clips de la structure présentent la forme décrite en référence à cette seconde variante de réalisation. Aucune adaptation n'est donc à prévoir dans la structure pour réaliser la fixation de systèmes comme décrit. L'homme du métier remarquera immédiatement que la présente invention peut s'adapter à toutes formes de stabilisateurs. La solution proposée ici est donc adaptable et flexible.

Pour les trois formes de réalisation décrites, l'installation du système et de son support peut se faire facilement, sans outils spécifiques. Les supports sont de préférence réalisés dans une matière synthétique et peuvent facilement être montés sur un clip par déformation élastique. Aucun outil n'est nécessaire pour ce montage. Aucun trou, aucune découpe, ... n'ont à être réalisés.

En outre, le poids des supports est limité, ce qui permet de proposer une solution légère, adaptée à l'aéronautique, pour la fixation de systèmes. Bien que la description fasse référence au supportage de systèmes de retour de courant, il apparaîtra à l'homme du métier que l'invention permet la fixation de tous types de systèmes : câbles électriques, tuyaux pneumatiques, tuyaux hydrauliques, conduits d'air, .... Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Structure d'aéronef comportant une ossature formée de cadres (6) sur lesquels est fixée à l'aide de pièces de liaison (8) une peau extérieure (10), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des supports (4) portant des moyens de fixation pour un système (2), et en ce qu'au moins un desdits supports (4) est porté par une pièce de liaison (8).
2. 2. Structure d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une pièce de liaison (8) comporte deux parties (14, 16) sensiblement planes, disposées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre et reliées entre elles par une nervure de renfort (12), et en ce qu'au moins un support (4 )portant des moyens de fixation est monté sur la nervure de renfort (12).
3. 3. Structure d'aéronef selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une partie sensiblement plane de la pièce de liaison, appelée première partie (14), est fixée sur un cadre (6) tandis que la peau extérieure (10) est fixée sur l'autre partie sensiblement plane, appelée seconde partie (16), de la pièce de liaison (8), en ce que la nervure de renfort (12) présente un premier bord (32 ; 32') sensiblement parallèle à la première partie (14) et un second bord (34) oblique faisant un angle aigu avec la première partie (14) et avec la seconde partie (16), et en ce qu'au moins un support (4) portant des moyens de fixation présente deux rainures (24, 26) logeant chacune partiellement soit le premier bord (32 ; 32'), soit le second bord (34) de la nervure de renfort (12).
4. 4. Structure d'aéronef selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins un support (4) présente un corps, et en ce que les deux rainures (24, 26) sont intégrées audit corps en ne formant qu'une seule pièce avec celui-ci.
5. 5. Structure d'aéronef selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins un support (4) présente un corps, en ce qu'une rainure est réalisée dans le corps, et en ce que ledit support (4) comporte en outre une pièce (46) mobile par rapport audit corps et portant une seconde rainure.
6. 6. Structure d'aéronef selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au moins un support (4) présente un talon (22), en ce que la pièce de liaison (12) portant ledit support (4) présente face au cadre (6) une butée (36) s'étendant perpendiculairement audit cadre (6), et en ce que le talon (22) dudit support (4) vient également en appui contre la butée (36) de la pièce de liaison (8).
7. 7. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte une structure d'aéronef selon l'une des revendications 1 à 6.
8. 8. Aéronef selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des matelas isolants (52, 54) disposés d'une part contre la peau extérieure (10) de la structure d'aéronef et d'autre part autour des cadres (6), caractérisé en ce que lesdits matelas isolants (52, 54) recouvrent entièrement les supports (4) portant les moyens de fixation, c'est-à-dire que lesdits supports (4) se trouvent entre les matelas isolants (52, 54) et la peau extérieure (10), et en ce qu'un matelas isolant (54) est pris en sandwich localement entre un support (4) et un système (2) supporté par ledit support (4).