FR2968271A1 - Panneau triangulaire dispose a l'arriere d'un caisson central du fuselage d'un aeronef - Google Patents

Panneau triangulaire dispose a l'arriere d'un caisson central du fuselage d'un aeronef Download PDF

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Abstract

L'objet de l'invention est une structure d'aéronef comprenant un caisson central de voilure (10), des cadres orbitaux (24, 24', 24") disposés dans des plans transversaux, des longerons horizontaux (26) droit et gauche reliés au caisson central de voilure (10) au niveau du panneau supérieur (14) dudit caisson respectivement à droite et à gauche dudit caisson et pour chaque longeron horizontal (26) droit ou gauche, un panneau triangulaire (50) comportant une paroi (60), un premier bord disposé au niveau du longeron horizontal (26), un deuxième côté disposé au niveau du caisson central de voilure (10) et un troisième côté au niveau duquel est prévu un premier renfort oblique rectiligne (62) reliant le longeron horizontal (26) et le caisson central de voilure (10), caractérisée en ce que le panneau triangulaire (50) comprend au moins un second renfort oblique rectiligne (64) reliant le longeron horizontal (26) et le caisson central de voilure (10).

Description

PANNEAU TRIANGULAIRE DISPOSE A L'ARRIERE D'UN CAISSON CENTRAL DU FUSELAGE D'UN AERONEF
La présente invention se rapporte à un panneau triangulaire disposé à l'arrière d'un caisson central du fuselage d'un aéronef. Comme illustré sur la figure 1, la structure d'un aéronef comprend deux sous-ensembles, d'une part un fuselage, et d'autre part une voilure qui sont reliés par l'intermédiaire d'une structure 10 caissonnée appelée caisson central de voilure. Ce caisson central 10 est intégré dans un sous ensemble appelé tronçon central 12 qui comprend également une partie du fuselage de l'aéronef. Ce caisson central de voilure 10 comprend un panneau supérieur 14, un panneau inférieur 16, un panneau avant également appelé longeron avant 18, un panneau arrière également appelé longeron arrière 20. L'ouverture délimitée par les bords des panneaux et longerons orientés vers l'aile droite est fermée par un panneau droit 22 et l'ouverture délimitée par les bords des panneaux et longerons orientés vers l'aile gauche est fermée par un panneau gauche. Selon un mode de réalisation, le fuselage d'un aéronef comprend une structure constituée de raidisseurs sur laquelle est rapportée une paroi formant l'enveloppe de l'aéronef. Pour assurer la reprise des efforts, la structure comprend des cadres orbitaux 24, 24', 24" disposés dans des plans transversaux et des longerons disposés selon la direction longitudinale. Le fuselage comprend notamment un longeron droit 26 disposé dans le prolongement de l'intersection des bords situés à droite du panneau supérieur 14 et du longeron arrière 20 et un longeron gauche disposé dans le prolongement de l'intersection des bords situés à gauche du panneau supérieur 14 et du longeron arrière 20.
Selon un mode de réalisation, un tronçon central 12 comprend des logements appelés cases de trains permettant de loger les trains d'atterrissage 28. Pour permettre les mouvements des trains d'atterrissage 28, le tronçon central 12 comprend des découpes (une pour chaque train de part et d'autre du fuselage).
Pour assurer la stabilité du bord libre de ces découpes et la reprise des efforts entre les longerons droit et gauche et le caisson central 10, on prévoit de chaque côté du tronçon central un panneau triangulaire 30 ou trapézoïdal tel que décrit dans le document WO2008/105805 par exemple. Comme illustré sur la figure 2, ce panneau triangulaire 30 comprend une paroi 32 triangulaire avec des renforts, un premier côté étant relié au longeron horizontal 26 (droit ou gauche), un deuxième côté étant relié au longeron arrière 20 et un troisième côté comportant un renfort oblique 34. En complément, pour assurer la reprise des efforts, le cadre triangulaire 30 comprend des renforts complémentaires horizontaux 36 et verticaux 38.
Comme indiqué sur la figure 2, chaque cadre du fuselage exerce un effort de traction/compression vertical 40 sur le panneau triangulaire 30 au droit des renforts complémentaires verticaux 38. Le longeron droit 26 reprend un effort de traction/compression 42 selon la direction du longeron qui se diffuse dans le panneau triangulaire 30 et plus particulièrement dans le renfort oblique 34 et les renforts complémentaires horizontaux 36. Ce panneau triangulaire comprend de nombreux renforts dont la mise en place est relativement longue, conduit à augmenter les coûts d'assemblage et la masse embarquée. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant une nouvelle architecture pour un panneau triangulaire assurant la reprise des efforts entre un longeron et un caisson central de voilure du fuselage d'un aéronef.
A cet effet, l'invention a pour objet une structure d'aéronef comprenant un caisson central de voilure, des cadres orbitaux disposés dans des plans transversaux, des longerons horizontaux droit et gauche reliés au caisson central de voilure au niveau du panneau supérieur dudit caisson respectivement à droite et à gauche dudit caisson et pour chaque longeron horizontal droit ou gauche, un panneau triangulaire comportant une paroi, un premier bord disposé au niveau du longeron horizontal, un deuxième côté disposé au niveau du caisson central de voilure et un troisième côté au niveau duquel est prévu un premier renfort oblique rectiligne reliant le longeron horizontal et le caisson central de voilure, caractérisée en ce que le panneau triangulaire comprend au moins un second renfort oblique rectiligne reliant le longeron horizontal et le caisson central de voilure. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective du tronçon central d'un aéronef, - la figure 2 est une vue latérale d'un panneau disposé à l'arrière d'un caisson central de voilure selon l'art antérieur, - la figure 3 est une vue latérale d'un panneau disposé à l'arrière d'un caisson central de voilure selon l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective illustrant de manière schématique les renforts du panneau selon l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective illustrant en détails les jonctions entre les renforts du panneau selon l'invention et un longeron horizontal, - la figure 6 est une vue en perspective illustrant en détails les jonctions entre les renforts du panneau selon l'invention et un longeron arrière d'un caisson central de voilure, et - la figure 7 est une coupe illustrant un détail du panneau selon l'invention.
Sur la figure 3, on a représenté une partie d'un caisson central de voilure 10, un panneau triangulaire 50 selon l'invention situé à l'arrière du caisson 10 et un longeron horizontal 26 (droit ou gauche). Les éléments entourant le panneau triangulaire communs avec l'art antérieur sont référencés de la même manière.
Selon un mode de réalisation, le longeron horizontal 26 a une section en I, l'âme 52 étant disposée dans un plan horizontal. Selon les variantes, le longeron horizontal 26 peut être métallique ou réalisé en matériau composite. Le longeron arrière 20 du caisson central de voilure comprend une surface arrière 54 sensiblement verticale, orientée vers l'arrière de l'aéronef. Selon un mode de réalisation le longeron arrière 20 comprend au droit du longeron horizontal un cadre 56 (appelé également cadre fort) avec une section en I dont une face de l'âme correspond à la surface arrière 54. Ce cadre fort 56 peut être métallique ou réalisé en matériau composite. Le longeron horizontal 26 est relié au cadre fort 56 par tous moyens appropriés.
Selon un mode de réalisation, la hauteur du longeron horizontal 26 (distance séparant la base de la tête) est inférieure à celle du cadre fort 56. L'extrémité du longeron horizontal 26 vient en appui contre la surface 54 du cadre fort 56. Au moins une équerre 58 assure la liaison entre le longeron horizontal 26 et le cadre fort 56. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 4 et 6, deux équerres 58, une au-dessus et une au-dessous du longeron 26, assurent la liaison entre le longeron horizontal 26 et le cadre fort 56. Le longeron horizontal 26, le longeron arrière du caisson central et les moyens de liaison entre ces deux éléments ne sont pas plus détaillés car ils peuvent prendre différentes configurations en fonction notamment des matériaux utilisés. Le panneau triangulaire 50 comprend d'une part une structure de renfort et d'autre part une paroi 60. La paroi 60 peut être réalisée en différents matériaux, notamment en matériau composite. Cette paroi qui assure en autre la fonction de liaison entre les différents éléments de la structure de renfort n'est pas plus détaillée. Selon l'invention, la structure de renfort comprend au moins deux renforts obliques 62, 64 rectilignes dont les extrémités sont reliées d'une part au longeron horizontal 26, et d'autre part, au caisson central de voilure 10. Les renforts obliques 62, 64 sont parallèles. Ils s'étendent du longeron horizontal jusqu'au caisson central. De préférence, la structure de renfort ne comprend que deux renforts rectilignes obliques 62, 64.
Un premier bord du panneau triangulaire 50 est disposé au niveau du longeron horizontal 26, un deuxième bord du panneau triangulaire 50 est disposé au niveau du longeron arrière du caisson central de voilure 10. Le sommet A du panneau triangulaire correspond à l'intersection des premier et deuxième bords. Le troisième bord du panneau triangulaire correspond à la découpe prévue au niveau du fuselage pour le passage du train d'atterrissage 28. Un premier renfort oblique 62 est disposé au niveau du troisième bord, il assure la liaison entre un point B du panneau triangulaire le plus éloigné du caisson central de voilure et un point C du panneau triangulaire situé au droit du panneau inférieur du caisson central de voilure.
Le second renfort oblique 64 s'étend entre un point B' (situé au niveau du longeron horizontal 26) et un point C' (situé au niveau du caisson central de voilure 10), la distance BB' étant approximativement égale à 1/3 de la distance BA. Avantageusement, les points de jonction entre les renforts obliques 62, 64 et le longeron horizontal 26 sont disposés au droit des cadres orbitaux 24' 24" Pour assurer la reprise des efforts, les renforts obliques 62, 64 ont des moments d'inertie plus importants selon la direction perpendiculaire à la paroi 60.
Selon un mode de réalisation, les renforts obliques 62, 64 ont une section en U avec une base orientée perpendiculairement à la paroi 60, et deux branches dont l'une est accolée contre la paroi 60. Avantageusement, les sections en U des renforts obliques 62 et 64 sont orientées en sens inverse, les extrémités des branches du renfort 62 étant orientées vers les extrémités des branches du renfort 64. Comme illustré en détails sur la figure 7, le renfort 64 est orienté vers le bas pour éviter qu'il se remplisse de déchets et de poussières. Le renfort 62 est orienté vers le haut pour protéger le bord de la paroi 60, ce dernier étant fixé au niveau de la face 1 o intérieure d'une des branches du renfort 62. Les extrémités des renforts obliques 62 et 64 sont reliées au longeron horizontal 26 par tous moyens appropriés. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 5, les renforts obliques 62 et 64 sont reliés chacun au longeron horizontal 26 par l'intermédiaire d'une pièce 15 intercalaire 66. Cette pièce intercalaire 66 comprend une partie accolée et fixée contre le renfort oblique 62 ou 64 et une autre partie accolée et fixée contre le longeron horizontal 26. Dans le cas de pièces réalisées en matériau composite, cette pièce 20 intercalaire 66 a une section en U dont la base est plaquée contre la base du U du renfort oblique 62 ou 64 et contre l'âme 52 du longeron horizontal 26 et dont les ailes sont plaquées contre les ailes du U du renfort oblique 62 ou 64 ou contre les ailes du longeron horizontal 26. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 6, les renforts obliques 62 25 et 64 sont reliés chacun au caisson central de voilure 10 par l'intermédiaire d'une pièce intercalaire 68.
Cette pièce intercalaire 68 comprend une partie accolée et fixée contre le renfort oblique 62 ou 64 et une autre partie accolée et fixée contre le cadre fort 56 du caisson central de voilure. Dans le cas de pièces réalisées en matériau composite, cette pièce intercalaire 68 a une section en U dont la base est plaquée contre la base du U du renfort oblique 62 ou 64 et contre l'âme du cadre fort 56 et dont les ailes sont plaquées contre les ailes du U du renfort oblique 62 ou 64 ou contre les ailes du cadre fort 56.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Structure d'aéronef comprenant un caisson central de voilure (10), des cadres orbitaux (24, 24', 24") disposés dans des plans transversaux, des longerons horizontaux (26) droit et gauche reliés au caisson central de voilure (10) au niveau du panneau supérieur (14) dudit caisson respectivement à droite et à gauche dudit caisson et pour chaque longeron horizontal (26) droit ou gauche, un panneau triangulaire (50) comportant une paroi (60), un premier bord disposé au niveau du longeron horizontal (26), un deuxième côté disposé au niveau du caisson central de voilure (10) et un troisième côté au niveau duquel est prévu un premier renfort oblique rectiligne (62) reliant le longeron horizontal (26) et le caisson central de voilure (10), caractérisée en ce que le panneau triangulaire (50) comprend au moins un second renfort oblique rectiligne (64) reliant le longeron horizontal (26) et le caisson central de voilure (10).
  2. 2. Structure d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce que les renforts obliques sont parallèles.
  3. 3. Structure d'aéronef selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le panneau triangulaire (50) comprend seulement deux renforts obliques (62, 64).
  4. 4. Structure d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la distance BB' est approximativement égale à 1/3 de la distance BA, A correspondant au point d'intersection du caisson central de voilure (10) et du longeron horizontal (26), B étant la zone de jonction du premier renfort oblique (62) et du longeron horizontal (26), B' étant la zone de jonction du second renfort oblique (64) et du longeron horizontal (26).
  5. 5. Structure d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les points de jonction entre les renforts obliques (62, 64) 2968271: 9 et le longeron horizontal (26) sont disposés au droit des cadres orbitaux (24', 24").
  6. 6. Structure d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les renforts obliques (62, 64) ont une 5 section en U avec une base orientée perpendiculairement à la paroi (60), et deux branches dont l'une est accolée contre la paroi (60).
  7. 7. Structure d'aéronef selon la revendication 6, caractérisée en ce que les sections en U des renforts obliques (62, 64) sont orientées en sens inverse, les extrémités des branches du renfort (62) étant orientées vers les extrémités 10 des branches du renfort (64).
  8. 8. Structure d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les renforts obliques (62, 64) sont reliés chacun au longeron horizontal (26) par l'intermédiaire d'une pièce intercalaire (66). 15
  9. 9. Structure d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les renforts obliques (62, 64) sont reliés chacun au caisson central de voilure (10) par l'intermédiaire d'une pièce intercalaire (68).
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