FR3023826A1 - Structure linteau pour fuselage d'aeronef et fuselage comporant un tel linteau - Google Patents

Abstract

Un fuselage d'aéronef comporte une structure, considérée en tout ou en partie de fuselage, avec un pavillon (12) constituant une partie supérieure du fuselage, avec une barque (13) constituant une partie inférieure du fuselage. Des ouvertures (24, 25) dans la structure du fuselage sont destinées à l'installation de hublots ou de portes d'issues du fuselage. En outre, le pavillon (12) et la barque (13) forment des sous-structures du fuselage assemblées entre elles par l'intermédiaire d'au moins un linteau (20) dans lequel est réalisé tout ou partie des ouvertures (24, 25) destinées à l'installation de hublots ou de portes d'issues.

Description

STRUCTURE LINTEAU POUR FUSELAGE D'AERONEF ET FUSELAGE COMPORTANT UN TEL LINTEAU L'invention appartient au domaine des structures d'aéronef et plus particulièrement des structures de fuselages d'aéronef. Plus particulièrement l'invention concerne une structure de tronçon de fuselage comportant des ouvertures, telles que des ouvertures pour le placement de hublots en particulier. Dans le domaine des aéronefs, en particulier pour le transport de passagers, il est d'usage de prévoir des hublots dans les parois de la cabine passagers de sorte que ces derniers puissent voir au cours d'un vol l'extérieur de l'aéronef dans lequel ils sont et de 10 prévoir des issues de secours pour les cas d'évacuations d'urgence. Les hublots et issues de secours conduisent donc pour leur installation à former dans le fuselage des ouvertures constituant des accidents de structure qui fragilisent la structure en particulier en raison de la fatigue consécutive aux cycles de pressurisation et dépressurisation du fuselage du faits des vols en altitude et conduisent donc à la 15 réalisation de renforts autour de chacune des ouvertures de hublot ou d'issue. S'il a été envisagé de supprimer les hublots comme solution à ces inconvénients, cette solution n'a jamais été appliquée en raison principalement des aspects psychologiques qu'elle soulève et des risques de claustrophobie pour les passagers. 20 Les avions modernes de transport de passagers comportent donc tous des hublots de fuselage et les concepteurs d'aéronefs doivent prendre en compte les contraintes d'installation de ces hublots. En particulier, malgré la présence de l'accident de structure correspondant à 25 l'emplacement d'un hublot ou d'une issue, il doit être assuré la continuité dans le passage des efforts dans la structure du fuselage. Les efforts dans la structure du fuselage ont différentes origines (flexion du fuselage, traction compression du fuselage, torsion du fuselage, pressurisation du fuselage...) et se traduisent par des flux de forces dans la structure du fuselage qui est 30 une structure du type coque, c'est à dire une enveloppe d'un volume principalement creux. La figure 1 illustre un exemple connu et largement utilisé d'une structure d'une partie de fuselage d'un aéronef. Dans cette vue partielle de la structure 90, il est illustré, suivant une architecture générale mise en oeuvre sur de nombreux aéronefs, un ensemble de cadres 91 entre lesquels sont agencés des lisses ou raidisseurs longitudinaux 92 et un revêtement de fuselage 95 travaillant, souvent désigné peau de fuselage. Les cadres 91 sont des structures fermées déterminant la forme de la section du fuselage suivant un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du fuselage.

Les raidisseurs longitudinaux 92, orientés sensiblement parallèles à l'axe longitudinal du fuselage, forment avec les cadres 91 un maillage sur lequel est fixé le revêtement de fuselage 95. Cet agencement permet de donner à la structure une résistance structurale adaptée par le choix des matériaux et des dimensions des éléments et de prévenir le flambage du revêtement.

Comme illustré, les ouvertures 93 pour l'installation des hublots souhaités sont agencées entre les cadres 91 dans des zones du revêtement de fuselage 95 dépourvues de raidisseurs longitudinaux. Suivant cette forme de réalisation, les perturbations dans les cheminements des efforts dans la structure du fuselage sont limitées, du fait de la continuité des cadres 91 et il est possible de limiter les renforcements de structures, et donc la masse, à des zones localisées autour de chaque hublot en particulier par des encadrements 94 de hublot pour compenser l'absence de revêtement de fuselage et de raidisseur longitudinal à l'emplacement du hublot. Cependant les encadrements de hublot doivent être rapportés sur le revêtement 25 de fuselage ce qui conduit à des opérations d'assemblage complexes mettant en oeuvre des perçages, la pose de fixation et de mastics d'étanchéité. Il est également connu de la demande de brevet EP 2106364 de réaliser des encadrements de hublot intégrés aux cadres du fuselage. Dans cette solution, afin d'assurer un cheminement continu des efforts, un cadre est agencé dans l'axe d'un 30 hublot au niveau duquel le cadre se sépare dans son plan en deux parties suivant une forme en Y. Cette solution, si elle permet d'obtenir un bon cheminement des efforts dans le cadre autour du hublot conduit à un cadre plus complexe à réaliser et à assembler qu'un cadre conventionnel et nécessite en conception de prendre en compte des analyses de sûreté compte tenu de l'impact de la fatigue structurale induite par le hublot sur la structure du cadre lui même. Ces solutions connues présentent en outre l'inconvénient de générer une contrainte forte entre les distances de séparation entre les hublots et le pas des cadres, un hublot devant toujours être placé en deux cadres de fuselage ou dans l'axe d'un 5 cadre. Le plus souvent le pas des cadres est fixé, et alors le pas des hublots est imposé même s'il ne répond pas à un optimum en terme d'aménagement de cabine dans le fuselage. Si le pas des hublots était fixé a priori, le pas des cadres serait imposé, même ne 10 répondant pas à un optimum en terme de réalisation de la structure du fuselage. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant une architecture de fuselage et une structure linteau qui permet d'optimiser séparément la structure des zones de hublots de la structure des autres zones du fuselage et de 15 découpler les contraintes entre le pas des cadres de fuselage et le pas des hublots. A cette fin, l'invention concerne un fuselage d'aéronef dont une structure, considérée en tout ou en partie de fuselage, comporte un pavillon constituant une partie supérieure du fuselage, comporte une barque constituant une partie inférieure du 20 fuselage, et comporte des ouvertures destinées à l'installation de hublots ou de portes d'issues du fuselage. La partie de fuselage peut consister en un tronçon de fuselage tel qu'il peut être défini entre des cadres de fuselage distants. En outre, le pavillon et la barque forment des sous-structures du fuselage assemblées entre elles par l'intermédiaire d'au moins un linteau dans lequel est réalisé 25 tout ou partie des ouvertures destinées à l'installation de hublots ou de portes d'issues. Il est ainsi obtenu un fuselage ou tronçon de fuselage résultant d'un assemblage de parties distinctes, chacune des parties correspondant à une sous-structure homogène soumise à des contraintes propres et qui peut être réalisée de manière optimale avec un impact minimal de sa conception par les autres sous-structures. 30 Dans une forme de réalisation, l'au moins un linteau comporte : - une zone inférieure, à laquelle est fixée la barque, par un bord supérieur de barque, au niveau d'un bord inférieur de linteau, et reprenant des efforts de la structure de la barque ; - une zone supérieure, à laquelle est fixée le pavillon, par un bord inférieur de pavillon, au niveau d'un bord supérieur de linteau, et reprenant des efforts de la structure du pavillon ; - une zone médiane, située entre la zone supérieure et la zone inférieure, dans laquelle sont réalisées les ouvertures, et réalisant le transfert des efforts structuraux entre la zone inférieure et la zone supérieure. Suivant cet agencement, il est obtenu une structure de linteau adaptée à la transmission des efforts de et vers le pavillon et de et vers la barque. Dans une forme de réalisation, la sous-structure de la barque comporte des cadres de barque, limités à ladite barque ou faiblement débordant des bords supérieurs 10 de barque, fixés à l'au moins un linteau dans la zone inférieure du linteau. Dans une forme de réalisation, la sous-structure du pavillon comporte des cadres de pavillon, limités au pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau dans la zone supérieure du linteau. Suivant ces formes de réalisation, il est obtenu des sous-structures de pavillon et 15 ou de barque agencées en coques raidies correspondant aux structures de fuselage conventionnel, sans la complexité qui serait liée à la présence de hublots dans ces sous-structures, et pouvant être fixées entre elles, directement ou avec des éclisses, avec l'interposition du ou des linteaux. Dans une forme de réalisation, la sous-structure de la barque comporte en outre 20 un revêtement extérieur de barque travaillant fixé au linteau dans la zone inférieure du linteau. Dans une forme de réalisation, la sous-structure du pavillon comporte en outre un revêtement extérieur de pavillon travaillant fixé au linteau dans la zone supérieure du linteau. 25 Ainsi dans les sous-structures de pavillon et ou de barque, lorsqu'il est mis en oeuvre des revêtements travaillant les efforts dans les revêtements travaillant sont transférés vers le ou les linteaux sans augmenter la charge dans les raidisseurs. Dans une forme de réalisation, le fuselage d'aéronef comporte au moins deux linteaux agencés sur le tronçon de manière sensiblement symétrique par rapport à un 30 plan de symétrie vertical longitudinal XZ du tronçon. Dans cette configuration, chacun des bords inférieurs de pavillon est fixés à un bord supérieur d'un linteau et chacun des bords supérieurs de barque est fixés à un bord inférieur d'un linteau. Il est dans ce cas obtenu un fuselage sensiblement symétrique sur le plan structural et dans lequel les hublots peuvent être répartis de manière sensiblement symétrique également. Dans une forme de réalisation, les ouvertures agencées dans un linteau correspondent à des ouvertures pour une rangée de hublots. Il est ainsi obtenu un linteau de hauteur limitée particulièrement compact.

Suivant des formes de réalisation alternative, le ou les linteaux présentent, en section dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une courbure similaires à celle du pavillon et de la barque dans une zone de raccordement dudit pavillon et de ladite barque avec lesdits linteaux, ou présentent, en section suivant le plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une face extérieure sans courbure.

Il est ainsi possible d'assurer une continuité des formes externes du fuselage, en particulier lorsque les rayons de courbures du pavillon et de la barque sont relativement petit en regard de la hauteur des linteaux, ou au contraire de renoncer à cette continuité lorsque cette dernière n'est pas critique pour simplifier la réalisation des linteaux. Dans une forme de réalisation du fuselage d'aéronef, lorsque la sous-structure de la barque comporte des cadres de barque, limités à la barque ou faiblement débordant des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau dans la zone inférieure du linteau, et lorsque la sous-structure du pavillon comporte des cadres de pavillon, limités au pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau dans la zone supérieure du linteau, le pas des cadres de barque est, au moins localement pour certains cadres, différent du pas des cadres de pavillon. Il est ainsi optimisé le pas des cadres dans la sous-structure de la barque et indépendamment dans la sous-structure du pavillon. Dans une forme de réalisation du fuselage d'aéronef, lorsque la sous-structure de la barque comporte des cadres de barque, limités à la barque ou faiblement débordant des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau dans la zone inférieure du linteau, et lorsque la sous-structure du pavillon comporte des cadres de pavillon, limités au pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau dans la zone supérieure du linteau, le pas des cadres de barque et ou des cadres de pavillon est, au moins localement pour certains cadres, différent d'un pas des ouvertures de hublot. Il est ainsi optimisé le pas des cadres dans la sous-structure de la barque et dans la sous-structure du pavillon indépendamment de l'agencement des hublots. Lorsque le fuselage d'aéronef résulte d'un assemblage de tronçons, au moins un des tronçons comporte des caractéristiques parmi les caractéristiques exposées précédemment pour le fuselage de sorte que le fuselage bénéficie des avantages de l'invention même en étant réalisé par un assemblage de tronçon. L'invention concerne également un aéronef comportant un fuselage conforme au fuselage décrit de sorte que l'avion bénéficie d'une construction simplifiée et d'un coût 5 de production et d'exploitation réduit. La description et les dessins d'un mode particulier de réalisation de l'invention, permettront de mieux comprendre les buts et avantages de l'invention. Il est clair que cette description détaillée est donnée à titre d'exemple, et n'a pas de caractère limitatif. 10 Dans les dessins : - la figure 1 , déjà citée, illustre en vue perspective partielle un exemple de structure de fuselage d'aéronef suivant l'art antérieur, dans une zone comportant des ouvertures pour hublots, agencés au-dessus d'une structure de plancher de cabine ; 15 - la figure 2 illustre en vue perspective un exemple de structure d'un tronçon de fuselage d'aéronef suivant l'invention, sensiblement cylindrique, dans une zone comportant des ouvertures pour des hublots et des issues de secours ; - la figure 3a illustre en vue perspective une face intérieure du linteau isolé présenté assemblé dans la structure du tronçon de la figure 2 ; 20 - la figure 3b illustre en vue perspective partielle un autre exemple de linteau, présenté intégré dans une structure de tronçon de fuselage, dans une zone ne comportant des ouvertures que pour des hublots, et le linteaux ne présentant pas de courbure dans le plan de la section transversale du tronçon ; 25 - les figures 4a à 4e illustrent en vue de côté depuis l'intérieur de la structure du tronçon différents exemples de formes d'ouvertures pour hublots permises par la mise en oeuvre d'un linteau, les sièges pour passager étant illustrés, pour certains seulement et en fantômes sur les figures 4b à 4e, pour apprécier les avantages apportés au confort visuel des passagers. 30 Sur les différentes figures des éléments similaires assurant des fonctions similaires portent le même repère y compris lorsqu'ils sont différents dans leurs formes. Il sera utilisé autant que de besoin un repère X, Y, Z pour des axes longitudinaux, transversaux et verticaux du tronçon. L'axe X correspond à un axe longitudinal orienté positivement vers l'avant, l'axe Z à un axe vertical orienté positivement vers le haut. L'axe Y est perpendiculaire au plan XZ et forme un trièdre direct avec les axes X et Z. La figure 2 illustre en perspective un exemple de structure suivant l'invention d'un 5 tronçon 10 de fuselage d'aéronef suivant en cela une forme de réalisation des fuselages d'aéronefs réalisés par un assemblage de tronçons réalisés séparément. La structure qui est décrite dans le cadre de l'invention pour un tronçon s'applique cependant à un fuselage sans que celui-ci résulte nécessairement d'un assemblage de plusieurs tronçons. 10 Par exemple le fuselage peut être réalisé par l'assemblage de cadres, lisses et panneaux de fuselage pour former directement la structure du fuselage Le tronçon 10 représenté est de forme cylindrique et de section circulaire, mais il pourrait être de formes évolutives non cylindrique comme par exemple un tronçon de 15 fuselage dans une partie avant ou dans une partie arrière du fuselage de l'aéronef et il pourrait également être de section non circulaire. Le tronçon 10 illustré sur la figure 2 comporte une structure de plancher cabine 11 mais est représenté dépourvu de tous les éléments fonctionnels non structuraux qui lui seront intégrés dans l'aéronef. 20 Il sera considéré un axe longitudinal 101 du fuselage dont la direction est sensiblement celle des génératrices des parties cylindriques et qui correspond à la direction de l'axe X. Le tronçon 10 comporte un pavillon 12 dans une partie supérieure du fuselage, une barque 13 dans une partie inférieure du fuselage et deux linteaux 20 agencés entre 25 ladite barque et ledit pavillon. Le terme linteau désigne ici une partie de la structure du tronçon de fuselage qui forme une structure intermédiaire de jonction structurale entre le pavillon 12 et la barque 13 et qui comporte des ouvertures destinées à installer des hublots et ou des issues de secours. 30 La barque 13 présente une section transversale courbe, ici sensiblement en arc de cercle, ouverte vers le haut du fuselage. La barque 13 est assemblée par des bords supérieurs 131 de barque à des bords inférieurs 231 de linteau, un linteau étant assemblé au niveau de chaque bord supérieur 131 de barque. Le pavillon 12 présente également une section transversale courbe, ici sensiblement en arc de cercle, ouverte vers le bas du fuselage. Le pavillon 12 est assemblé par des bords inférieurs 121 de pavillon à des bords supérieurs 221 de linteau, un linteau étant assemblé au niveau de chaque bord inférieur 121 de pavillon.

La structure du tronçon 10 est donc dans l'exemple illustré le résultat d'un assemblage de quatre sous-ensembles principaux : le pavillon 12 en partie supérieure ; la barque 13 en partie intérieure ; les deux linteaux 20 en parties latérales réalisant des jonctions structurales 10 entre le pavillon et la barque au niveau de chacun des bords dudit pavillon et de ladite barque. Dans l'exemple de réalisation illustré de la figure 2, les bords du pavillon, de la barque et des linteaux sont représentés rectilignes et sensiblement parallèles à la 15 direction de l'axe longitudinal 101 et de l'axe X. Une telle configuration n'est cependant pas obligatoire, la contrainte étant que les bords d'un linteau coïncident lors de l'assemblage des différentes parties avec les bords respectivement du pavillon et de la barque. Il n'est pas obligatoire non plus que la section transversale du fuselage soit 20 symétrique par rapport à un plan vertical XZ. Chacun du pavillon 12 et de la barque 13 comporte une structure conventionnelle de fuselage, en particulier un assemblage de cadres 122, 132 de pavillon et de barque respectivement, dans ce cas formée principalement avec des cadres ouverts ne correspondant qu'à la partie de tronçon 10 de fuselage considérée, pavillon ou barque, 25 avec des raidisseurs longitudinaux 123, 133 et avec un revêtement extérieur 124, 134 de pavillon et de barque respectivement, limité à la partie de fuselage correspondant sensiblement au pavillon ou à la barque considéré. En pratique les cadres et revêtements extérieurs peuvent être légèrement étendus au delà des bords supérieurs de barque ou inférieurs de pavillon de sorte à obtenir un 30 recouvrement avec une partie de la structure des linteaux à des fins d'assemblage. Une particularité du tronçon, visible sur la figure 2 à titre d'exemple, tient en ce qu'un pas des cadres, distance entre deux cadres voisins, est différent pour les cadres 122 du pavillon et pour les cadres 132 de la barque. Cette différence du pas des 3023 826 9 cadres est justifiée par des efforts d'intensités différentes devant être repris par le fuselage. Comme il sera mieux compris de la suite de la description détaillée de l'exemple, il doit être noté que le pas des cadres 122 du pavillon n'est pas contraint par le pas des 5 cadres 132 de la barque, lesdits cadres étant interrompus au niveau des linteaux, et qu'il en résulte que les pas des cadres de la barque et du pavillon peuvent être différents contrairement au cas des structures de fuselage conventionnelles comme celles illustrées sur la figure 1 dans lesquelles les cadres sont fermés suivant un périmètre de la section du fuselage.

Dans cet exemple de réalisation de la figure 2, la répartition des cadres est de deux cadres 132 de barque pour un cadre 122 de pavillon. Dans le fuselage 10 de l'invention, les cadres 122 de pavillon ne sont pas fixés directement aux cadres 132 de barque, comme dans un fuselage conventionnel, mais 15 sont fixés chacun et indépendamment aux linteaux 20. Pour rendre possible cette architecture de structure du tronçon de fuselage, chaque linteau est conçu pour reprendre dans une zone inférieure 23 dudit linteau du côté du bord inférieur 231 de linteau les efforts des cadres 132 de barque et du revêtement extérieur 134 de barque, pour reprendre dans une zone supérieure 22 du 20 côté du bord supérieur 221 de linteau les efforts des cadres 122 de pavillon et du revêtement extérieur 124 de pavillon, et pour faire cheminer les efforts entre les zones supérieure 221 de linteau et inférieure 231 de linteau. La jonction structurale des cadres et des revêtements extérieurs, a priori des revêtements travaillant, avec les linteaux peuvent être réalisés suivant tout procédé 25 d'assemblage connu répondant aux exigences de qualité et de résistance recherchées. Par exemple il est mis en oeuvre pour l'assemblage des fixations rapportées et ou des collages directement entre les structures assemblées ou par l'intermédiaire d'éclisses. La structure du linteau 20 peut donc être étudiée et réalisée en fonction des seules conditions aux limites des bords inférieur 231 et supérieur 221 de linteau de 30 sorte que les efforts cheminent de manière optimale dans ladite structure de linteau en prenant en compte les ouvertures des hublots et le cas échéant d'issues. L'optimisation de la structure d'une pièce en fonctions de conditions de chargement aux limites est aujourd'hui d'une pratique courante pour l'homme du métier dans le domaine des calculs des structures, par exemple par l'application de méthodes 3023 826 10 de calculs par éléments finis. Un avantage de la structure de tronçon 10 de fuselage de l'invention est la possibilité de réaliser les linteaux 20 par la mise en oeuvre de technologies différentes 5 de celles de la barque 13 et ou du pavillon 12. Par exemple les linteaux 20 peuvent être obtenus par usinage intégral de tôles épaisses, par exemple de tôles planes, cintrées ou non à la courbure voulue avant ou après usinage. Dans ce cas il est possible d'obtenir des formes complexes tout en limitant le volume de pièces structurales à usiner. 10 Par exemple les linteaux 20 peuvent être réalisés en matériau composite par moulage et ou formage de matériaux composites à matrices formées avec des résines thermodurcissables ou thermoplastiques. Pour réaliser un tronçon 10 de fuselage suivant l'invention, le tronçon est dans une phase d'études préalable découpé en une barque 13, un pavillon 12 et au moins un linteau 20 dont l'assemblage forme la partie structurale du tronçon 10 et de sorte que l'au moins un linteau comporte des ouvertures destinées à recevoir des hublots et ou des issues de secours et forme une structure intermédiaire de liaison entre la structure du pavillon et la structure de la barque.

La structure de la barque 13, cadres 132 de barque, raidisseurs longitudinaux 133 de barque et revêtement extérieur 134 de barque, est étudiée et définie de sorte à optimiser isolément ladite structure de ladite barque, en particulier les sections et le pas des cadres, ainsi que les épaisseurs de revêtement extérieur, par exemple pour optimiser la masse, compte tenu des cas de chargement de la structure de la barque en tant que sous-structure du tronçon. De même, la structure du pavillon 12, cadres 122 de pavillon, raidisseurs longitudinaux 123 et revêtement extérieur 124 de pavillon, est étudiée et définie de sorte à optimiser isolément ladite structure du dit pavillon, de manière similaire à la structure de la barque, compte tenu des cas de chargement de la structure du pavillon en tant que sous-structure du tronçon. Enfin la structure de l'au moins un linteau est étudiée et calculée pour réaliser le transfert des efforts entre le pavillon et la barque et pour incorporer des renforts prenant en compte les ouvertures dans la structure. 3023 826 11 Le pas des cadres, tant celui de la barque que celui du pavillon, peut être ainsi considéré indépendamment pour la partie barque et la partie pavillon du tronçon et indépendamment de l'agencement des hublots et issues de secours qui sont localisés dans les linteaux. 5 Il en résulte que le pas des cadres est adapté et optimisé en fonction des contraintes de dimensionnement propres à chaque sous-structure et est en pratique différent, au moins dans certaines zones du tronçon pour la barque et pour le pavillon. Il peut le cas échéant être adapté dans une même sous-structure de sorte que le pas des cadres varie, cas non illustré, en fonction de la position suivant l'axe longitudinal sur la 10 sous-structure considéré, pour prendre en considération des contraintes structurales qui varient généralement suivant une longueur de la sous-structure considérée. Cette situation est d'autant plus avantageusement prise en compte dans le fuselage de l'invention que le pas des hublots est le plus souvent constant. 15 Les sous-structures de la structure du tronçon 10, pavillon, barque et linteaux, ainsi définies sont alors réalisées séparément par la mise en oeuvre de techniques de fabrication adaptées à chacune des sous-structures. Par exemple le pavillon 12 et la barque 13 sont réalisés par un assemblage de cadres et de raidisseurs longitudinaux formant un maillage sur lequel est rapporté le 20 revêtement. Par exemple le ou les linteaux sont réalisés de manière intégrale par usinage ou par assemblage d'éléments usinés et ou de pièces en matériau composite. La figure 3a illustre un exemple de linteau 20 isolé de l'exemple du tronçon 10 de 25 fuselage illustré sur la figure 2. Les bords supérieur 221 et inférieur 232 de linteau sont sensiblement rectilignes et déterminent une direction longitudinale du linteau sensiblement parallèle à la direction longitudinale 101 du fuselage lorsque ledit linteau est intégré dans un tronçon de fuselage. 30 Le linteau 30 comporte également des ouvertures 24 de hublot situées aux emplacements souhaités pour les hublots et dans l'exemple illustré comporte également une ouverture de porte 25 pour issue de secours correspondant à une porte de hauteur réduite mais qui dans l'exemple illustré détermine une hauteur du linteau.

La figure 3a illustre suivant la hauteur du linteau la zone inférieure 23 ; la zone supérieure 22 ; une zone médiane 26 située entre la dite zone supérieure et la dite zone inférieure. La zone médiane 26 correspond à une partie du linteau 20 dans laquelle sont réalisées les ouvertures 24 de hublot, séparée du bord supérieur 221 de linteau par la zone supérieure 22 et en étant séparée du bord inférieure 231 de linteau par la zone inférieure 23. Suivant une structure caractéristique de la zone supérieure 22, des renforts structuraux de la dite zone supérieure sont agencés pour reprendre des charges concentrées et/ou réparties en des emplacements connus du bord supérieur 221 de linteau et transmettre les dites charges dans la zone médiane 26 de linteau.

De manière similaire, suivant une structure caractéristique de la zone inférieure 23, des renforts structuraux de la dite zone inférieure sont agencés pour reprendre des charges concentrées et/ou réparties en des emplacements connus du bord inférieur 231 de linteau et transmettre les dites charges dans la zone médiane 26 de linteau.

La zone médiane 26 comporte les ouvertures de hublot 24 et porte 25, des éléments structuraux de ladite zone médiane étant agencés pour assurer le cheminement des efforts autour des dites ouvertures et assurer la continuité des flux d'efforts entre la zone inférieure 23 et la zone supérieure 22. Dans l'exemple de linteau 20 illustré sur la figure 3a la présence d'une ouverture 25 de porte 25 intégrée dans ledit linteau, d'une hauteur supérieure à celles des ouverture de hublot 24, détermine une hauteur de la zone médiane 26 dudit linteau et donc une hauteur totale dudit linteau. Le linteau 20 illustré sur la figure 3b, présente un exemple de linteau ne 30 comportant que des ouvertures de hublot 24. Il en résulte un linteau de hauteur totale réduite par rapport au cas illustré sur la figure 3a et donc moins complexe et moins coûteux à réaliser. En outre, dans cet exemple de réalisation, une face extérieure du linteau 20 ne présente pas de courbure dans le plan transversal YZ et ne suit pas la courbure d'ensemble des sections transversales du fuselage. Cette forme est possible sans pénalité sensible de structure en raison de la possibilité d'adapter la structure pour donner au linteau la rigidité nécessaire. Cette forme permet non seulement une réalisation plus simple du linteau mais 5 également d'améliorer le confort de la cabine en éloignant vers le haut de la cabine la diminution de largeur de cabine due à la courbure des cadres. Dans cette forme de réalisation les éventuelles ouvertures de porte 25 sont de préférence assurées par des structures spécifiques, séparées des structures de linteaux intégrant des ouvertures de hublot. 10 La figure 3b illustre également un exemple de réalisation d'un tronçon 10 dans lequel les cadres 122 de pavillon et les cadres 132 de barque répartis suivant des pas différents et différemment de l'exemple illustré sur la figure 2. Dans cet exemple de réalisation, la répartition des cadres est de trois cadres 132 de barque pour deux cadres 122 de pavillon. 15 Il doit être noté que dans les exemples illustrés sur les figures 2, 3a et 3b, le pas des hublots est constant et la forme des hublots est unique, mais que, dans une forme non illustrées, il est possible grâce à l'invention, du fait de la non nécessaire corrélation entre les positions des cadres et les positions des hublots, de réaliser un fuselage comportant des hublots agencés avec différents pas et ou présentant des formes ou 20 dimensions différentes. Une telle possibilité permet par exemple de réaliser des pas ou des dimensions ou des formes de hublots différents pour différentes zones du fuselage devant par exemple correspondre à des cabines plus ou moins luxueuses. Les figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e montrent des exemples de structures linteau 25 incorporant des ouvertures de hublot de formes variées, les dites ouvertures étant illustrées avec des positions de sièges 30 de passager. Sur les figures 4a à 4e les sièges ne sont représentés que de manière simplifiée pour illustrer la position de passagers en position assis. La possibilité de réaliser des ouvertures de dimensions d'ouvertures pour les 30 hublots plus importantes en nombre, en largeur et ou en hauteur et de placer les dites ouvertures en fonction des positions probables des sièges apporte un confort augmenté aux passagers en lui apportant une vision améliorée du monde extérieur à l'aéronef. La figure 4a illustre un exemple d'ouvertures pour hublot de relativement petites dimensions et de formes conventionnelles qui donne la possibilité d'agencer deux hublots au niveau de chacun des sièges, donnant au passager une vue élargie sur l'extérieur malgré les dimensions réduites des hublots. Cette forme de réalisation conduit également à une quasi continuité entre les hublots le long du fuselage ce qui permet de modifier le pas des sièges dans un aménagement de cabine sans qu'un passager se trouve dans une zone « aveugle ». La figure 4b illustre un cas d'ouvertures pour placer des hublots de forme losange avec une extension suivant la direction longitudinale qui donne au passager se trouvant au niveau du hublot une vision relativement panoramique inconnue des hublots conventionnels tant horizontalement que verticalement.

La figure 4c illustre un cas d'ouvertures pour placer des hublots rectangulaires avec le grand côté orienté suivant l'axe longitudinal. Un tel agencement présente les avantages d'une vision panoramique au moins horizontalement et présente. La figure 4d illustre une autre forme pour placer des hublots triangulaires. Dans cet exemple, le sens des hublots est alterné de sorte à offrir une quasi-continuité de 15 l'ouverture dans le fuselage tout en permettant des renforts structuraux inclinés passant entre les ouvertures. La figure 4e illustre une forme d'ouvertures irrégulières qui permet le montage de hublots de grandes dimensions adaptés pour couvrir un large champ visuel pour un passager assis à proximité d'un tel hublot.

20 Dans les différentes formes de réalisations, les linteaux 20 sont réalisés comme des structures raidies dont des raidisseurs ou nervures sont dimensionnés et orientés pour transférer les charges entre les zones supérieures 22 et inférieures 23 des linteaux en prenant les précautions de conceptions pour éviter un niveau de contraintes excessif 25 en particulier à proximité des ouvertures. Les solutions décrites peuvent présenter des variantes sans se démarquer de la présente invention. Ainsi les formes et les dimensions des différents éléments constitutifs de la 30 structure du fuselage peuvent être différents de ceux donnés en exemple. En particulier, bien que décrit dans le cas d'un tronçon de fuselage sensiblement cylindrique, destiné à être intégré dans un fuselage, les principes sur lesquels se fonde l'invention peuvent être appliqués sur des tronçons de fuselage non cylindrique et peuvent également être appliqués dans une structure de fuselage sans que celui-ci soit réalisé par un assemblage de tronçon. En particulier les formes des ouvertures de hublots ou d'issues, les agencements et répartitions des cadres peuvent être différents des formes illustrées. Dans une forme non illustrée, un fuselage peut être pourvu sur un ou sur chacun 5 de ses côtés de deux ou plus linteaux, par exemple pour incorporer des rangées de hublots superposés d'un fuselage à plusieurs ponts. L'invention permet ainsi d'obtenir un fuselage d'aéronef dont la structure est simplifiée par une spécialisation des parties du fuselage qui libère le concepteur de 10 contraintes propres à chacune des parties. Il en résulte une structure allégée et des possibilités élargies de conceptions, en particulier pour la réalisation des ouvertures de hublots dans les parois du fuselage. 15

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1 - Fuselage d'aéronef dont une structure, considérée en tout ou en partie de fuselage, comporte un pavillon (12) constituant une partie supérieure dudit fuselage, comporte une barque (13) constituant une partie inférieure dudit fuselage, et comporte des ouvertures (24, 25) destinées à l'installation de hublots ou de portes d'issues du fuselage, ledit fuselage étant caractérisé en ce que le pavillon (12) et la barque (13) forment des sous-structures du fuselage assemblées entre elles par l'intermédiaire d'au moins un linteau (20) dans lequel est réalisé tout ou partie des ouvertures (24, 25) destinées à l'installation de hublots ou de portes d'issues.
2. 2 - Fuselage d'aéronef suivant la revendication 1 dans lequel l'au moins un linteau (20) comporte : - une zone inférieure (23), à laquelle est fixée la barque (13), par un bord supérieur (131) de barque, au niveau d'un bord inférieur (231) de linteau, et reprenant des efforts de la structure de ladite barque ; - une zone supérieure (22), à laquelle est fixée le pavillon (12), par un bord inférieur (121) de pavillon, au niveau d'un bord supérieur (221) de linteau, et reprenant des efforts de la structure dudit pavillon ; - une zone médiane (26), située entre la zone supérieure et la zone inférieure, dans laquelle sont réalisées les ouvertures (24, 25), et réalisant le transfert des efforts structuraux entre la zone inférieure (23) et la zone supérieure (22).
3. 3 - Fuselage d'aéronef suivant la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel la sous-structure de la barque (13) comporte des cadres (132) de barque, limités à ladite barque ou faiblement débordant des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau (20) dans la zone inférieure (23) dudit linteau et ou dans lequel la sous-structure du pavillon (12) comporte des cadres (122) de pavillon, limités au dit pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau (20) dans la zone supérieure (22) dudit linteau.
4. 4 - Fuselage d'aéronef suivant la revendication 3 dans lequel la sous-structure de la barque (13) comporte en outre un revêtement extérieur (134) de barque travaillantfixé au linteau (20) dans la zone inférieure (23) dudit linteau et ou dans lequel la sous-structure du pavillon (12) comporte en outre un revêtement extérieur (124) de pavillon travaillant fixé au linteau (20) dans la zone supérieure (22) dudit linteau.
5. 5 - Fuselage d'aéronef suivant l'une des revendications précédentes comportant au moins deux linteaux (20) agencés sur ledit tronçon de manière sensiblement sensiblement symétrique par rapport à un plan de symétrie vertical longitudinal XZ du tronçon et dans lequel chacun des bords inférieurs (121) de pavillon est fixés à un bord supérieur (221) d'un linteau et dans lequel chacun des bords supérieurs (131) de barque est fixés à un bord inférieur (231) d'un linteau.
6. 6 - Fuselage d'aéronef suivant l'une des revendications précédentes dans lequel les ouvertures agencées dans un linteau (20) correspondent à des ouvertures (24) pour une rangée de hublots.
7. 7 - Fuselage d'aéronef suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le ou les linteaux présentent, en section dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une courbure similaires à celle du pavillon (12) et de la barque (13) dans une zone de raccordement dudit pavillon et de ladite barque avec lesdits linteaux.
8. 8 - Fuselage d'aéronef suivant l'une des revendications 1 à 6 dans lequel le ou les linteaux présentent, en section suivant un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une face extérieure sans courbure.
9. 9 - Fuselage d'aéronef suivant l'une des revendications précédentes dans lequel la sous-structure de la barque (13) comporte des cadres (132) de barque, limités à ladite barque ou faiblement débordant des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau (20) dans la zone inférieure (23) dudit linteau et dans lequel la sous-structure du pavillon (12) comporte des cadres (122) de pavillon, limités au dit pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau (20) dans la zone supérieure (22) dudit linteau, le pas des dits cadres de barque étant, au moins localement pour certains cadres, différent du pas des dits cadres de pavillon.
10. 10 - Fuselage d'aéronef suivant l'une des revendications précédentes dans lequel la sous-structure de la barque (13) comporte des cadres (132) de barque, limités à ladite barque ou faiblement débordant des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau (20) dans la zone inférieure (23) dudit linteau et ou dans lequel la sous-structure du pavillon (12) comporte des cadres (122) de pavillon, limités au dit pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau (20) dans la zone supérieure (22) dudit linteau, le pas des dits cadres de barque et ou des dits cadres de pavillon étant, au moins localement pour certains cadres, différent d'un pas des ouvertures (24) de hublot.
11. 11 - Fuselage d'aéronef résultant d'un assemblage de tronçons dans lequel au moins un tronçon (10) comporte les caractéristiques d'un fuselage suivant l'une des revendications précédentes.
12. 12 - Aéronef comportant un fuselage conforme au fuselage suivant l'une des revendications précédentes.