FR3048226A1 - Aeronef a structure arriere modulaire. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un aéronef (100) de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré, comprenant : - une structure arrière comportant au moins : un module bâbord (130A) configuré pour supporter un premier moteur (150A), et un module tribord (130B) configuré pour supporter un second moteur (150B) ; et - une structure principale (140) comportant un caisson pressurisé (141), et munie d'une interface (170) configurée pour recevoir lesdits modules (130A, 120, 130B). L'invention propose une configuration modulaire, permettant de fabriquer, et remplacer chaque module, indépendamment des autres.

Description

AÉRONEF À STRUCTURE ARRIÈRE MODULAIRE DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne une configuration particulière d'un aéronef de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré, permettant notamment de réduire une durée d'immobilisation au sol de l'aéronef lors de la mise en oeuvre d'opérations de maintenance.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE L'invention s'intéresse plus particulièrement aux aéronefs de type aile volante, et aéronef à fuselage intégré.

Dans un aéronef de type aile volante, l'aéronef ne comprend pas de fuselage.

Dans un aéronef à fuselage intégré, il n'existe pas de distinction nette entre le fuselage et les ailes comme dans un aéronef conventionnel. Le fuselage et les ailes participent chacun à la portance de l'aéronef. L'aéronef présente une continuité du bord de fuite, entre le fuselage et chacune des ailes.

Dans ces deux cas, l'aéronef reçoit des zones dédiées au transport de passager (pax) ou de marchandises (cargo), ou les deux combinés.

Un objectif de la présente invention est de proposer une configuration particulière pour un tel aéronef, permettant notamment de réduire une durée d'immobilisation au sol de l'aéronef, lors de la mise en oeuvre d'une opération de maintenance sur celui-ci.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

Cet objectif est atteint avec un aéronef de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré, comprenant : une structure arrière comportant au moins deux modules parmi lesquels : un module bâbord configuré pour supporter un premier moteur de l'aéronef, et un module tribord configuré pour supporter un second moteur de l'aéronef ; et une structure principale comportant un caisson pressurisé, et munie d'une interface configurée pour recevoir les modules.

En d'autres termes, une idée à la base de l'invention consiste à réaliser une configuration de type modulaire pour l'aéronef, avec des modules amovibles. L'invention concerne plus particulièrement un aéronef de type aile volante, ou aéronef à fuselage intégré, dans lequel une région située à l'arrière du caisson pressurisé reçoit de nombreux éléments sensibles, en particulier des moteurs. L'invention propose donc que ce soit cette région arrière qui soit configurée modulaire.

Les modules s'intégrent tous sur une même interface, à l'arrière de l'aéronef, et comprennent un module bâbord, et un module tribord. Ils peuvent chacun être monté et démonté aisément. En particulier, chaque module peut être monté et démonté, sans qu'il soit nécessaire pour cela de démonter ou déplacer un autre module.

Les modules s'intégrent chacun directement sur l'interface de la structure principale de l'aéronef, de sorte que les caractéristiques mécaniques d'un module peuvent être dimensionnées indépendamment de celles des autres modules.

En particulier, les modules bâbord et tribord, qui supportent les moteurs, sont soumis à des efforts mécaniques très importants qui imposent qu'ils présentent une très forte résistance mécanique, alors qu'un éventuel autre module, qui ne supporte pas les moteurs, n'a pas à présenter une forte résistance mécanique.

La configuration telle que proposée permet donc qu'un éventuel module autre que les modules bâbord et tribord présente une résistance mécanique moindre, comparée à celle des modules bâbord et tribord. L'invention permet également de fabriquer, et remplacer chaque module, indépendamment des autres.

En particulier, on peut démonter un module défectueux, le remplacer immédiatement par un module de remplacement en état de marche, et réaliser ensuite la maintenance sur le module défectueux. L'aéronef n'est donc pas immobilisé au sol durant toute l'opération de maintenance du module défectueux, mais uniquement pendant la durée de démontage du module défectueux et montage du module de remplacement.

Les mêmes étapes sont mises en œuvre lorsqu'une opération de maintenance doit être mise en œuvre sur un module, même non défectueux.

On réduit ainsi une durée d'immobilisation au sol de l'aéronef, associée à la mise en œuvre d'une opération de maintenance sur l'aéronef.

On peut également remplacer un module d'origine par un module de remplacement plus moderne, afin de moderniser un aéronef sans le remplacer intégralement.

De la même façon, on peut remplacer un module d'origine par un module de remplacement associé à une utilisation différente de l'aéronef, pour adapter un aéronef à cette utilisation différente sans le remplacer intégralement. A chaque fois, il suffit que le module de remplacement soit configuré pour s'intégrer sur l'interface selon l'invention, de la même façon que le module à remplacer. L'invention permet donc de limiter des coûts de maintenance, de modernisation, et d'adaptation à de nouvelles utilisations, d'un aéronef.

De préférence, l'interface comporte : un support mécanique bâbord, configuré pour coopérer avec un support complémentaire du module bâbord, de façon à fixer le module bâbord relativement à la structure principale ; et un support mécanique tribord, configuré pour coopérer avec un support complémentaire du module tribord, de façon à fixer le module tribord relativement à la structure principale.

Avantageusement, lesdits supports mécaniques bâbord et tribord s'étendent chacun en saillie vers l'extérieur de la structure principale, et, lorsque les modules bâbord et tribord sont assemblés sur la structure principale, le support mécanique bâbord, respectivement tribord, et le module correspondant, sont superposés et fixés l'un à l'autre, le long d'un pourtour dudit module formant le support complémentaire du module.

Les supports mécaniques bâbord et tribord peuvent s'étendre chacun en saillie à l'intérieur du module correspondant.

De préférence, l'interface comporte : un raccordement système bâbord, configuré pour établir une liaison de type électrique, hydraulique, pneumatique et/ou alimentation en carburant, entre le module bâbord et la structure principale ; et un raccordement système tribord, configuré pour établir une liaison de type électrique, hydraulique, pneumatique et/ou alimentation en carburant, entre le module tribord et la structure principale.

Le module bâbord et le module tribord peuvent comprendre chacun : un caisson principal, renforcé par des nervures internes ; un mât réacteur, configuré pour supporter un moteur de l'aéronef ; et des nervures externes, qui s'étendent chacune à l'extérieur du caisson principal, entre le caisson principal et le mât réacteur.

De préférence, le module bâbord et le module tribord comprennent chacun au moins un empennage.

Le module bâbord et le module tribord peuvent comprendre chacun au moins une gouverne.

Avantageusement, les modules de la structure arrière comprennent en outre un module central, disposé entre le module bâbord et le module tribord.

Le module central peut comporter au moins une porte non pressurisée pour fermer une ouverture sur l'extérieur de l'aéronef. L'interface comporte de préférence une région configurée pour recevoir le module central, et comportant au moins une porte pressurisée, pour l'accès au caisson pressurisé. L'invention concerne également un module latéral, formant partie d'un aéronef de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré selon l'invention, configuré pour s'intégrer sur une région bâbord ou tribord de l'interface de cet aéronef, et pour former le module bâbord ou tribord. L'invention concerne aussi un module central, formant partie d'un aéronef de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré selon l'invention, configuré pour s'intégrer sur une région centrale de l'interface de cet aéronef. L'invention concerne enfin un procédé d'utilisation d'un aéronef selon l'invention, dans lequel on remplace l'un au moins parmi les modules de la structure arrière, par un module de remplacement configuré pour s'intégrer au même endroit sur l'interface de la structure principale de l'aéronef.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure IA illustre de manière schématique un aéronef selon l'invention, selon une vue en perspective ; la figure IB illustre de manière schématique l'aéronef de la figure IA, selon une vue éclatée et en perspective ; la figure 2A illustre de manière schématique un module bâbord selon l'invention, selon une vue en perspective ; la figure 2B illustre de manière schématique le module bâbord de la figure 2A, selon une vue éclatée et en perspective ; la figure 3 illustre de manière schématique, selon une vue en perspective un module tribord selon l'invention ; la figure 4 illustre de manière schématique, selon une vue en perspective, un détail de l'aéronef illustré en figures IA et IB ; et la figure 5 illustre de manière schématique, selon une vue en perspective, un module central selon l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

Sur toutes les figures, les vues sont positionnées relativement à un repère orthonormé défini par trois axes (Ox), (Oy) (Oz), dans lequel : l'axe (Ox) correspond à l'axe longitudinal de l'aéronef. Il est parallèle à un plan de symétrie AA' de l'aéronef. Il est orienté depuis une région arrière de l'aéronef, jusqu'à une région avant de l'aéronef, où l'avant et l'arrière de l'aéronef se rapportent au sens de déplacement de l'aéronef en conditions normales de vol ; l'axe (Oy) correspond à l'axe transverse de l'aéronef, perpendiculaire à l'axe (Ox) ; et l'axe (Oz) correspond à l'axe de la hauteur dans l'aéronef, parallèle au plan de symétrie AA' de l'aéronef et perpendiculaire au plan (Oxy).

La figure IA représente un exemple d'un aéronef 100 selon l'invention, selon une vue en perspective. Il s'agit plus particulièrement d'un aéronef à fuselage intégré, ou BWM pour l'anglais « Blended Wing Body ».

Dans l'exemple illustré à la figure IA, l'aéronef comprend trois modules : un module central 120 et deux modules latéraux parmi lesquels un module bâbord 130A et un module tribord 130B.

Le module central est disposé directement entre les deux modules latéraux.

Chaque module est raccordé à une structure principale 140. A la figure IB, l'aéronef 100 est représenté selon une vue éclatée, dans laquelle les trois modules sont représentés espacés de la structure principale 140.

La structure principale 140 représente plus des deux tiers du volume total de l'aéronef 100.

Elle comporte notamment un caisson pressurisé 141 situé sous la surface externe aérodynamique 142 de l'aéronef. Le caisson pressurisé 141 reçoit par exemple un compartiment passager, ou une soute à fret. A la figure IB, ladite surface externe aérodynamique 142 est représentée en transparence, laissant apparaître le caisson pressurisé 141. Les trois modules, au contraire, ne sont pas pressurisés.

Les trois modules 120,130A, 130B sont disposés à l'arrière de la structure principale 140, selon l'axe (Ox), derrière le caisson pressurisé 141, et forment ensemble une structure arrière de l'aéronef.

Chaque module 120, 130A, 130B s'étend entre le bord de fuite de l'aéronef, et ladite structure principale 140.

Le bord de fuite est la partie arrière de l'aéronef 100, dans le sens d'écoulement de l'air lorsque l'aéronef est en vol. Il correspond à une zone où se rencontrent les filets d'air de l'intrados et de l'extrados, et présente de préférence une forme mince pour diminuer la traînée aérodynamique. Sur la figure IA, le bord de fuite est entouré par des pointillés 110.

Les trois modules 120, 130A, 130B sont alignés les uns à la suite des autres selon l'axe (Oy).

Le module bâbord 130A et le module tribord 130B sont symétriques l'un de l'autre, relativement au plan de symétrie AA' de l'aéronef.

Le module central 120 sépare le module bâbord 130A et le module tribord 130B.

En particulier, le module central 120 et le module bâbord 130A s'étendent adjacents l'un à l'autre, et le module central 120 et le module tribord 130B s'étendent adjacents l'un à l'autre.

La surface externe de l'aéronef ne présente pas de rupture de pente, à la frontière entre le module central et le module bâbord 130A, et à la frontière entre le module central et le module tribord 130B.

Chaque module latéral est délimité latéralement par deux flasques, qui s'étendent chacune dans un plan parallèle au plan de symétrie de l'aéronef.

Le module central 120 est en contact direct avec le module bâbord 130A, sur tout le pourtour d'une flasque 131A dudit module bâbord 130A.

De la même façon, le module central 120 est en contact direct avec le module tribord 130B, sur tout le pourtour d'une flasque dudit module tribord 130B. L'aéronef est propulsé grâce à deux moteurs 150A, 150B de type moteurs à turbine, disposés de part et d'autre du plan de symétrie AA' de l'aéronef. Ces moteurs sont situés à l'arrière de l'aéronef, au niveau du bord de fuite.

Chaque module latéral 130A, 130B supporte l'un de ces moteurs. Chaque module latéral 130A, 130B s'étend plus particulièrement entre le module central 120, et le moteur correspondant 150A, 150B. L'aéronef 100 selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef, notamment au moins une gouverne et/ou au moins un empennage.

Ces surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef assurent la stabilité de l'aéronef, notamment en vol pour ramener l'aéronef vers une position d'équilibre lorsqu'une force externe tend à l'en éloigner.

Un empennage comprend par exemple un empennage vertical, ou VTP (pour l'anglais « Vertical Tail Plane »), ou dérive, et/ou un empennage horizontal, ou HTP (pour l'anglais « Horizontal Tail Plane »).

Un empennage au sens de l'invention ne désigne pas uniquement une surface verticale ou horizontale, mais peut également désigner une surface de contrôle aérodynamique inclinée relativement au plan (xOy) ou (xOz) de l'aéronef, par exemple inclinée à 45° par rapport à l'un de ces plans.

Lesdites surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef peuvent être fixes ou mobiles relativement au restant de l'aéronef.

Une gouverne est par exemple un élément mobile, situé de préférence à l'arrière de l'aéronef relativement à une partie fixe ou mobile à laquelle elle est articulée.

Un empennage est généralement une surface fixe, mais peut également désigner une surface mobile.

Ces surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef sont avantageusement situées à l'arrière de l'aéronef, à proximité du bord de fuite, et agencées symétriques relativement au plan de symétrie de l'aéronef.

De préférence, chaque module latéral 130A, 130B comprend au moins une surface de contrôle aérodynamique de l'aéronef. A cet emplacement, les surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef se trouvent éloignées du centre de gravité de l'aéronef, ce qui leur confère une efficacité optimale. On peut donc diminuer l'étendue de ces surfaces, ce qui diminue le poids de l'aéronef et améliore son aérodynamisme (diminution de la traînée).

Dans l'exemple représenté en figures IA et IB, l'aéronef 100 comprend deux empennages verticaux 160A, 160B, supportés respectivement par le module bâbord 130A et par le module tribord 130B.

Chaque empennage vertical 160A, 160B s'étend principalement selon les axes (Ox) et (Oz). Par exemple, son étendue maximale selon (Oy) est au moins deux fois inférieure à son étendue maximale selon (Ox) et à son étendue maximale selon (Oz).

Chaque module latéral 130A, 130B peut également supporter un empennage horizontal (non représenté), qui s'étend principalement selon les axes (Ox) et (Oy).

Chaque module latéral 130A, 130B peut également supporter une gouverne (non représentée).

Les modules latéraux peuvent supporter plus d'empennages et/ou de gouvernes qu'il est nécessaire, en fonctionnement normal de l'aéronef. En cas de détérioration de l'un de ces empennages ou gouvernes, cette redondance permet que l'aéronef continue de fonctionner normalement. En d'autres termes, les modules latéraux peuvent supporter des empennages et/ou de gouvernes dits de sécurité.

Chacun des modules 120, 130A, 130B, est fixé à la structure principale 140 de l'aéronef, par l'intermédiaire d'une interface 170 de cette structure principale 140. L'interface 170 s'étend dans un plan sensiblement parallèle au plan (Oyz), orthogonal au plan de symétrique de l'aéronef 100. L'interface 170 se décompose en : une interface bâbord 171A, s'étendant côté bâbord du plan de symétrie de l'aéronef, et configurée pour recevoir le module bâbord 130A ; une interface centrale 172, s'étendant de part et d'autre du plan de symétrie de l'aéronef, et configurée pour recevoir le module central 120 ; et une interface tribord 171B, s'étendant côté tribord du plan de symétrie de l'aéronef, et configurée pour recevoir le module tribord 130B. L'étendue de l'interface bâbord 171A est identique à l'étendue du module bâbord, du côté de ce module configuré pour s'intégrer sur la structure principale 140 de l'aéronef.

Par conséquent, la surface externe de l'aéronef ne présente pas de rupture de pente à la frontière entre le module bâbord 130A et la structure principale 140.

De la même façon, l'étendue de l'interface tribord 171B est identique à l'étendue du module tribord, du côté de ce module configuré pour s'intégrer sur la structure principale 140 de l'aéronef.

Par conséquent, la surface externe de l'aéronef ne présente pas de rupture de pente à la frontière entre le module tribord 130B et la structure principale 140. L'interface bâbord 171A est délimitée par une languette 173A, ou couture, qui s'étend le long du pourtour de l'interface bâbord, faisant saillie vers l'extérieur de la structure principale 140.

Dans l'exemple illustré sur les figures, cette languette 173A s'étend d'un seul tenant le long du pourtour de l'interface bâbord. En variante, elle pourrait être formée en plusieurs morceaux distincts.

La languette 173A dessine une forme à quatre côtés comprenant un premier côté parallèle à l'intrados de l'aéronef, un deuxième côté le long de la frontière entre l'interface bâbord 171A et l'interface centrale 172, un troisième côté parallèle à l'extrados de l'aéronef, et un quatrième côté le long de la limite bâbord de l'interface 170.

Lorsque le module bâbord 130A est assemblé sur la structure principale 140, la languette 173A s'étend à l'intérieur du module bâbord.

En particulier, elle s'encastre à l'intérieur d'une région du module bâbord située du côté de la structure principale, en suivant des contours internes de ce module.

La languette 173A forme ainsi un support mécanique bâbord, configuré pour s'insérer à l'intérieur du module bâbord 130A, pour assurer la fixation du module bâbord 130A sur la structure principale.

On détaillera plus avant la fixation entre le module bâbord et la structure principale, en référence aux figures 2A et 2B. L'interface tribord 171B est le symétrique de l'interface bâbord 171A, relativement au plan de symétrie AA' de l'aéronef. L'interface tribord 171B comprend donc une languette 173B, symétrique de la languette 173A relativement à ce plan de symétrie, et formant un support mécanique tribord, configuré pour s'insérer à l'intérieur du module tribord 130B pour assurer la fixation du module tribord 130B sur la structure principale.

La languette tribord 173B dessine en particulier une forme à quatre côtés comprenant un premier côté parallèle à l'intrados de l'aéronef, un deuxième côté le long de la frontière entre l'interface tribord 171B et l'interface centrale 172, un troisième côté parallèle à l'extrados de l'aéronef, et un quatrième côté le long de la limite tribord de l'interface 170.

Le module bâbord 130A, respectivement tribord 130B, est ainsi fixé directement à la structure principale 140, indépendamment des deux autres modules. Par conséquent, les efforts mécaniques qui s'exercent sur le module bâbord 130A, respectivement tribords 130B, sont transmis essentiellement à la structure principale, sans être transmis aux deux autres modules. Ainsi, chaque module peut être dimensionné indépendamment des autres modules.

Le module bâbord 130A, respectivement tribord 130B, supporte en particulier un moteur de l'aéronef, et une ou plusieurs surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef. Il est donc soumis à des efforts mécaniques très élevés, qui se traduisent par des exigences de résistance mécanique très fortes.

Puisque les modules bâbord et tribord 130A, 130B sont fixés directement à la structure principale 140, et non par l'intermédiaire du module central 120, le module central est soulagé des contraintes mécaniques liées au support des moteurs 150A, 150B et aux surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef.

Le module central 120 ne supporte pas de moteur, et de préférence ne supporte pas de surface de contrôle aérodynamique de l'aéronef, de sorte qu'il peut présenter une résistance mécanique moindre, comparée à celle des modules bâbord et tribord.

En d'autres termes, les modules bâbord et tribord 130A, 130B supportent seuls l'ensemble des contraintes mécaniques liées au support des moteurs et des surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef. L'étendue de l'interface centrale 172 est identique à l'étendue du module central, du côté de ce module configuré pour s'intégrer sur la structure principale 140 de l'aéronef.

Par conséquent, la surface externe de l'aéronef ne présente pas de rupture de pente à la frontière entre le module central 120 et la structure principale 140. L'interface centrale 172 comporte de préférence des supports mécaniques (non représentés), pour y fixer le module central.

Elle comporte également deux portes pressurisées 174, pour l'accès au caisson pressurisé.

Ces portes pressurisées 174 coopèrent avec des portes non pressurisées situées sur le module central 120, sur la surface externe de l'aéronef, pour l'accès au caisson pressurisé 141 depuis l'extérieur de l'aéronef, du côté de l'arrière de l'aéronef.

Les portes non pressurisées ne sont pas représentées sur les figures IA et IB, et seront décrites plus en détail dans la suite.

Puisque le module central 120 est libéré des contraintes structurelles liées au support des moteurs 150A, 150B, et le cas échéant aux surfaces de contrôle aérodynamique de l'aéronef, la configuration des portes non pressurisées est également libérée de ces contraintes. En d'autres termes, puisque ce module central n'a pas à présenter une grande résistance mécanique, les contraintes structurelles de conception de ce module sont assouplies.

On peut donc positionner très facilement les portes non pressurisées sur le module central, qui est libéré des contraintes liées au support des moteurs.

Cela offre une grande liberté de conception des portes (emplacement, découpe, dimensions, direction d'ouverture, etc). On peut ainsi améliorer une fluidité de la circulation à l'intérieur et autour de l'aéronef, quelles que soient les conditions d'utilisation de l'aéronef (par exemple en conditions d'utilisation normale ou en conditions d'évacuation d'urgence). On peut notamment optimiser une fluidité de la circulation entre le caisson pressurisé et l'extérieur de l'aéronef.

Chaque module est indépendant des autres modules, et de la structure principale.

En particulier, une même pièce formant la structure primaire ou secondaire d'un module ne s'étend pas transversalement sur plusieurs modules, ou longitudinalement à la fois sur un module et sur la structure principale.

Encore plus particulièrement, une même pièce de renfort interne, telle qu'une nervure interne, ne s'étend pas transversalement à l'intérieur de plusieurs modules, ou longitudinalement à l'intérieur à la fois d'un module et de la structure principale.

Les carénages de l'aéronef sont également spécifiques chacun à un module, ou à la structure principale. Ils ne sont pas rapportés après le montage des modules, en recouvrant plusieurs éléments à la fois parmi les modules et la structure principale.

En d'autres termes, chaque module comprend non seulement une structure interne spécifique, mais également une surface externe spécifique.

Les figures 2A et 2B illustrent plus particulièrement un module latéral selon l'invention, selon une vue en perspective, éclatée en figure 2B. C'est plus particulièrement le module bâbord 130A qui est illustré. Le module tribord est simplement le symétrique du module bâbord, relativement au plan de symétrie de l'aéronef.

Certaines surfaces sont représentées transparentes, pour illustrer également l'intérieur du module bâbord 130A.

Comme détaillé ci-avant, le module bâbord supporte un moteur bâbord 150A, et un empennage vertical bâbord 160A. On peut considérer que ces deux éléments sont partie intégrante du module bâbord 130A.

Le module bâbord 130A comprend un caisson principal, 133A, délimité latéralement par des flasques verticales 131A, 132A.

Les flasques verticales 131A, 132A présentent sensiblement une forme triangulaire, et s'étendent sensiblement parallèles au plan de symétrie de l'aéronef.

Dans l'exemple illustré sur les figures, la surface de la flasque 131A, la plus proche du plan de symétrie de l'aéronef, est supérieure à celle de la flasque 132A.

Le module bâbord 130A comprend également un mât réacteur 134A, ou pylône, qui se présente ici sous la forme d'une barre sensiblement parallèle à l'axe (Ox), à laquelle est fixé le moteur 150A.

Dans l'exemple représenté sur les figures, le moteur 150A est fixé sous le mât réacteur 134A, ce qui simplifie des opérations de montage et démontage du moteur 150A. En particulier, on peut démonter le moteur 150A en utilisant la force gravitationnelle. L'invention n'est pas limitée à une fixation du moteur sous le mât réacteur, telle que l'axe de symétrie du moteur et le mât réacteur s'étendent dans un même plan parallèle à (Oxz). Le moteur peut être fixé sous le mât réacteur, et déporté latéralement relativement à celui-ci, d'un côté ou de l'autre du mât réacteur.

Selon une variante moins préférée, le moteur 150A est fixé au-dessus du mât réacteur, éventuellement déporté latéralement relativement à celui-ci.

Le mât réacteur 134A est relié au caisson principal 133A par l'intermédiaire d'une série de nervures externes 135A (voir figure 2B).

Les nervures externes 135A s'étendent ici depuis le caisson principal 133A, en particulier depuis la flasque du caisson principal située du côté opposé au plan de symétrie de l'aéronef. Le moteur 150A s'étend de ce même côté du caisson principal 133A, lorsqu'il est monté sur le mât réacteur.

Les nervures externes 135A présentent une forme arrondie, entourant partiellement le moteur 150A entre le mât réacteur 134A et le module bâbord 130A.

Le moteur 150A est ici entouré sur environ un quart de cercle par les nervures externes 135A.

Selon l'emplacement du mât réacteur relativement au moteur, les nervures externes 135A s'étendent sur un périmètre plus ou moins important du moteur.

Le module bâbord comporte ici trois nervures externes 135A.

Seules deux nervures externes 135A sont suffisantes pour soutenir le moteur 150A. Une troisième nervure externe 135A permet d'apporter une redondance, apportant ainsi une sécurité supplémentaire en cas de détérioration de l'une des nervures externes (due par exemple à un éclatement sur le moteur 150A).

Une nervure annexe 136A s'étend depuis le caisson principal 133A, et entoure partiellement le moteur 150A, sans s'étendre jusqu'au mât réacteur 134A. Cette nervure annexe participe au maintien du carénage.

Le mât réacteur, les nervures externes et la nervure annexe s'étendent sous des carénages recouvrant le moteur 150A, représentés partiellement transparents à la figure 2A.

Le mât réacteur 134A, relié au caisson principal par les nervures externes 135A, permet de fixer au module bâbord un moteur conventionnel, sans qu'aucune adaptation du moteur ou de ses supports ne soit imposée par le système de fixation.

En particulier, les supports mécaniques côté moteur, les systèmes du moteur de type électrique, hydraulique, pneumatique et/ou alimentation en carburant, le dispositif d'inversion de poussée du moteur, etc., sont conventionnels.

La fixation entre le moteur et le mât réacteur, notamment, est conventionnelle.

Le moteur et le mât réacteur peuvent être fixés ensemble au niveau du compartiment central comportant le compresseur haute pression (compartiment « core »), et au niveau du compartiment comportant le compresseur basse pression et la soufflante (compartiment « fan »). Dans ce cas, les nervures externes 135A s'étendent autour de chacun de ces deux compartiments.

En variante, le moteur et le mât réacteur peuvent être fixés ensemble uniquement au niveau du compartiment « core ». Dans ce cas, les nervures externes 135A s'étendent autour de ce seul compartiment.

Dans l'exemple décrit ci-dessus, le moteur 150A est fixé au restant de l'aéronef uniquement par l'intermédiaire du mât réacteur et des nervures externes.

De nombreuses autres variantes peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de l'invention.

Quelques exemples, non limitatifs, sont listés ci-dessous :

Par exemple, le moteur peut être relié au mât réacteur, lui-même directement solidaire du caisson principal (pas de nervures externes).

En variante, le moteur peut être relié directement au caisson principal (pas de nervures externes ni de mât réacteur).

En variante, le moteur peut être relié directement au caisson principal, d'une part, et relié au mât réacteur, d'autre part. Le mât réacteur peut alors être solidaire du caisson principal via des nervures externes, comme décrit ci-avant.

En variante, le moteur peut être relié à un premier mât réacteur lui-même directement solidaire du caisson principal, d'une part, et relié à un second mât réacteur, d'autre part. Le second mât réacteur peut alors être solidaire du caisson principal via des nervures externes, comme décrit ci-avant.

Les figures 2A et 2B illustrent également l'empennage vertical 160A, fixé ici sur le mât réacteur. Cet emplacement protège l'empennage vertical à l'égard de débris pouvant être projetés par le moteur le plus proche, notamment en cas d'éclatement.

Selon des variantes non représentées, l'empennage vertical 160A est fixé sur une ou plusieurs nervures externes 135A, ou sur le caisson principal 133A. Là encore, de nombreuses variantes peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de l'invention.

La figure 2A illustre également les liaisons de type système entre le module bâbord 130A, et la structure principale de l'aéronef.

Pour cela, l'interface bâbord comprend une série de prises 175A, ou raccordements (voir figure IB), pour établir une liaison de type électrique, respectivement hydraulique, respectivement pneumatique, respectivement d'alimentation en carburant, entre le module bâbord 130Aet la structure principale 140.

En particulier, l'interface bâbord comprend une série de prises mâles ou femelles, chacune configurée pour coopérer avec une prise femelle ou mâle située à une extrémité d'une portion de circuit 139A, située dans le module bâbord 130A.

Ainsi, l'interface bâbord forme à la fois une interface mécanique, pour la fixation du module bâbord, et une interface système, pour l'établissement de liaisons électrique, hydraulique, pneumatique, et/ou d'alimentation en carburant, entre le module bâbord et la structure principale.

La liaison d'alimentation en carburant relie le moteur bâbord 150A, et des réservoirs en carburant situés dans la structure principale.

La liaison électrique relie notamment des systèmes électriques de mesure et/ou des actionneurs, situés dans le module bâbord et dédiés au moteur bâbord et le cas échéant à une gouverne, et un poste de pilotage situé dans la structure principale.

De la même façon, la liaison pneumatique relie des systèmes situés dans le module bâbord, et la structure principale. La liaison pneumatique est notamment dédiée au conditionnement de l'air, dans la structure principale.

La liaison hydraulique se rapporte également à un circuit qui s'étend à la fois dans la structure principale et dans le module bâbord.

On peut ainsi intégrer sur la structure principale un module latéral prêt à l'emploi, comprenant l'ensemble des éléments de type système nécessaires à son fonctionnement, notamment des portions de circuit prêtes pour être raccordées sur des raccordements 175A situés sur l'interface de la structure principale.

La figure 2B illustre également, de façon détaillée, la liaison mécanique entre le module bâbord 130A et la structure principale.

La languette 173A telle que décrite en référence à la figure IB, présente un périmètre externe sensiblement égal, ou légèrement inférieur à un périmètre interne du module bâbord. Elle est donc configurée pour s'encastrer à l'intérieur de ce module bâbord, le long d'un pourtour intérieur de ce module, à une extrémité de ce module située du côté de la structure principale.

Le long de ce pourtour, le module bâbord et ladite languette sont superposés.

La liaison entre ces deux éléments est renforcée par une série de fixations de type vis et écrous, réparties le long dudit pourtour.

Le pourtour intérieur du module bâbord, le long duquel s'étend la languette 173A lorsque le module bâbord est monté sur la structure principale, forme un support mécanique complémentaire du support mécanique bâbord formé par la languette.

La liaison ainsi réalisée présente une résistance mécanique suffisante pour supporter les efforts mécaniques liés au support du moteur 150A par le module bâbord 130A.

Cette liaison permet à elle seule de solidariser le module bâbord de la structure principale. L'invention n'est pas limitée à cet exemple de fixation.

En particulier, le support mécanique bâbord ne présente pas nécessairement une forme de languette formée d'un seul tenant.

Il peut être par exemple constitué d'une série d'ergots, configurés chacun pour s'encastrer dans un logement complémentaire du module bâbord.

Selon une autre variante, la languette ne s'insère pas à l'intérieur d'une extrémité du module latéral, et c'est au contraire une extrémité du module latéral qui s'insère à l'intérieur de ladite languette.

De nombreuses autres variantes peuvent être mises en oeuvre, sans sortir du cadre de l'invention.

La figure 3 illustre de manière schématique le module bâbord 130A, et plus particulièrement le caisson principal 133A, le mât réacteur 134A, les nervures externes 135A et la nervure annexe 136A.

Une surface supérieure du caisson principal 133A est représentée transparente, ce qui permet de visualiser des nervures internes 137A qui s'étendent chacune à l'intérieur de ce caisson principal.

Chaque nervure interne 137A s'étend dans un plan sensiblement parallèle au plan (Oyz), orthogonal à l'axe longitudinal de l'aéronef.

Chaque nervure interne 137A est creuse au centre.

Les nervures internes 137A sont configurées pour renforcer la structure du module latéral correspondant, et en particulier le caisson principal, permettant que ce module supporte aisément les efforts mécaniques liés au support de l'un des moteurs de l'aéronef.

On remarque que ces nervures internes ne sont pas représentées en figure 2A, simplement pour ne pas encombrer cette figure.

De préférence, chaque nervure externe, et la nervure annexe, s'étend dans la continuité d'une nervure interne.

La figure 4 illustre de manière schématique, selon une vue en perspective, l'arrière d'un aéronef selon l'invention, tel qu'illustré sur les figures IA et IB.

La figure 4 illustre, à titre d'exemple, une configuration dans laquelle l'un des modules latéraux est démonté, ici le module bâbord.

Certaines surfaces sont représentées transparentes, afin d'illustrer également des éléments de la structure interne de l'aéronef.

Le module tribord 130B est monté sur la structure principale 140 de l'aéronef.

Le module tribord 130B est le symétrique du module bâbord 130A, non représenté ici.

On reconnaît notamment, en figure 4, le mât réacteur tribord 134B, les nervures externes tribord 135B, la nervure annexe tribord 136B, et les nervures internes tribord 137B.

Dans l'exemple représenté en figure 4, les modules latéraux présentent chacun une gouverne horizontale (surface 138B, sur le module tribord).

Le module bâbord n'est pas monté sur la structure principale 140 de l'aéronef. La languette bâbord 173A, formant un support mécanique pour fixer ce module bâbord sur la structure principale, fait saillie vers l'arrière de l'aéronef, à l'extérieur de la structure principale.

Dans la suite, on décrit le module central 120, à l'aide de la figure 4, sur laquelle le module central 120 est monté sur la structure principale de l'aéronef, et de la figure 5, sur laquelle le module central 120 est représenté seul.

Le module central est constitué d'un caisson ouvert comprenant ici une surface supérieure 121, qui s'étend sur l'extrados de l'aéronef, et une surface inférieure qui s'étend ici sur l'intrados de l'aéronef.

La surface supérieure 121 est représentée partiellement transparente, sur les figures 4 et 5.

Le module central 120 comprend deux portes non pressurisées 122, pour l'accès à l'intérieur de l'aéronef depuis l'extérieur de l'aéronef, et qui s'étendent sur la surface externe de ce module central.

Dans l'exemple illustré sur les figures 4 et 5, les portes non pressurisées 122 s'étendent entièrement sur la surface inférieure du module central 120.

Des bords latéraux bâbord du module central 120 sont configurés pour s'appuyer contre une flasque du module bâbord, et des bords latéraux tribord du module central sont configurés pour s'appuyer contre une flasque du module tribord. La surface à l'intérieur de ces bords latéraux peut être pleine ou ouverte.

Des bords avants du module central 120 sont configurés pour s'appuyer contre l'interface centrale de la structure principale (voir figure IB), cette interface centrale recevant deux portes pressurisées 174 pour l'accès au caisson pressurisé de la structure principale. La surface à l'intérieur de ces bords avants est ouverte, permettant l'accès aux portes pressurisées 174 depuis l'intérieur du module central.

En variante, les portes pressurisées font partie intégrante du module central 120. Elles s'étendent alors sur une face avant de ce module central, située du côté de la structure principale lorsque le module central est monté sur celle-ci.

Dans ce cas, l'interface centrale, sur la structure principale, ne comprend pas de portes pressurisées, mais simplement un support mécanique pour recevoir ladite face avant du module central.

Les portes non pressurisées 122 s'ouvrent ici en pivotant autour d'un axe parallèle à (Oy), qui s'étend selon leur bord 1221 le plus proche de la structure principale, lorsque le module central est monté sur celle-ci. A la figure 5, on a également représenté en pointillés les portes 122 en position ouverte. L'invention n'est pas limitée à cette configuration des portes non pressurisées.

Par exemple, chaque porte non pressurisée peut être constituée d'une porte principale qui s'étend sur la surface inférieure du module central, identique à la porte décrite ci-dessus, et d'une porte secondaire qui s'étend sur la surface supérieure 121 du module central. La porte secondaire s'ouvre également en pivotant autour d'un axe parallèle à (Oy), qui s'étend selon son bord le plus proche de la structure principale, lorsque le module central est monté sur celle-ci. La porte secondaire permet d'augmenter une hauteur de passage, au niveau de la porte non pressurisée. Cette porte secondaire présente un avantage particulier lorsque la porte principale ne peut pas être ouverte à son amplitude d'ouverture maximale, par exemple suite à un atterrissage d'urgence, lorsque l'aéronef ne repose pas sur ses trains d'atterrissage.

Les portes non pressurisées 122 peuvent comprendre chacune un escalier, pour la montée et la descente de passagers, et/ou un tapis, pour le chargement et le déchargement de matériel. L'escalier et le tapis sont montés solidaires de la porte correspondante, de sorte que l'ouverture de la porte entraîne le déploiement de l'escalier, respectivement du tapis.

Les portes non pressurisées 122 présentent une surface externe aérodynamique. Leur conception aérodynamique n'est pas limitée par des contraintes relatives au support des moteurs.

De la même façon, les portes non pressurisées 122 sont dimensionnées et positionnées pour offrir une accessibilité maximale, même dans des conditions d'atterrissage d'urgence, que l'aéronef repose ou non sur ses trains d'atterrissage, sans que leur conception ne soit limitée par des contraintes relatives au support des moteurs.

Les caractéristiques de chaque porte non pressurisée 122, notamment ses dimensions et son emplacement, en font une porte configurée soit pour le chargement et déchargement de matériel (porte cargo, ou trappe), soit pour la montée et à la descente de passagers et personnel (porte pax).

Ici, à chaque porte non pressurisée 121 correspond une porte pressurisée 174. Les portes non pressurisées sont agencées, sur la surface externe du module central 120 et notamment sur le bord de fuite, pour permettre une circulation fluide entre chaque porte non pressurisée et la porte pressurisée correspondante, à l'intérieur comme à l'extérieur de l'aéronef.

Le module central 120 comporte des renforts internes, formés ici par un renfort axial 123, qui s'étend dans le plan de symétrie de l'aéronef, et des renforts transverses 124, qui s'étendent orthogonaux au renfort axial, sous la surface supérieure 121.

Ces renforts internes ne s'étendent pas selon toute la hauteur, à l'intérieur du module central, contrairement à des nervures internes. Ils offrent donc une amélioration moindre de la résistance mécanique, en comparaison avec des nervures internes. Cependant, comme expliqué ci-avant, les efforts mécaniques supportés par le module central sont moindres, ce qui n'impose pas une forte résistance mécanique. En outre, ces renforts qui s'étendent uniquement dans une région supérieure du volume intérieur du module central permettent une circulation aisée à l'intérieur du module central 120.

Le module central 120 est fixé latéralement aux deux modules latéraux, et/ou à la structure principale.

La configuration modulaire selon l'invention permet de remplacer uniquement ce module central.

Dans les exemples ci-dessus, on a décrit l'exemple particulier d'une structure arrière constituée de trois modules : un module bâbord portant un premier moteur, un module central comportant des portes d'accès à l'extérieur de l'aéronef, et un module tribord portant un second moteur. L'invention n'est pas limitée à cet exemple particulier de mise en œuvre de l'invention. L'invention concerne tout aéronef de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré, dans lequel la structure arrière comporte au moins le module bâbord portant un premier moteur, et le module tribord portant un second moteur.

Par exemple, la structure arrière peut être constituée de ces deux modules latéraux seulement. Lorsqu'ils sont montés sur la structure arrière, les deux modules latéraux sont alors adjacents l'un à l'autre.

En variante, la structure arrière peut être constituée de ces deux modules latéraux, et d'un module intercalaire disposé directement entre les deux modules latéraux, et ne recevant pas de porte pour l'accès à l'extérieur de l'aéronef. Dans ce cas, l'interface de la structure principale, configurée pour recevoir les modules, ne comprend pas forcément de porte pressurisée, l'accès au caisson pressurisé ne se faisant pas depuis l'arrière de l'aéronef.

Selon une autre variante, la structure arrière est constituée des deux modules latéraux amovibles, séparés par une région ne formant pas un module, solidaire de la structure principale de l'aéronef.

De nombreuses autres variantes peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de l'invention. L'invention concerne l'aéronef complet, comprenant la structure principale et les modules. L'invention concerne également un module latéral bâbord ou tribord seul, configuré pour s'intégrer sur l'interface de ladite structure principale.

Un module bâbord est configuré pour s'intégrer sur l'interface bâbord de la structure principale (région bâbord de l'interface). Pour cela, le module bâbord comprend en particulier un support mécanique, complémentaire d'un support mécanique solidaire de ladite interface bâbord.

De la même façon, un module tribord est configuré pour s'intégrer sur l'interface tribord de la structure principale (région tribord de l'interface). Pour cela, le module tribord comprend en particulier un support mécanique, complémentaire d'un support mécanique solidaire de ladite interface tribord.

Chaque module latéral, bâbord ou tribord, comprend notamment un caisson principal délimité latéralement par deux flasques planes, et renforcé par des nervures internes qui s'étendent entre les deux flasques. L'invention concerne également un module central seul, configuré pour s'intégrer sur l'interface centrale de la structure principale (région centrale de l'interface). Ce module central ne comprend pas de nervures internes, et présente avantageusement des portes non pressurisées. L'invention permet de remplacer chaque module selon l'invention, par un module présentant les mêmes supports mécaniques que le module d'origine, et le cas échéant les mêmes raccordements systèmes que le module d'origine, lui permettant de s'intégrer de la même façon sur l'interface de la structure principale.

Cette modularité permet de retirer un module initial et de le remplacer par un module de remplacement, pour effectuer une opération de maintenance sur le module initial sans immobiliser l'aéronef au sol durant cette opération. En outre, l'opération de maintenance étant réalisée sur un module détaché du restant de l'aéronef, on dispose d'une meilleure accessibilité à certains éléments tels que la nacelle, pour la mise en œuvre de la maintenance.

Cette modularité permet également de retirer un module initial et de le remplacer par un module de remplacement, pour modifier un aéronef, par exemple pour le moderniser et l'améliorer, sans remplacer l'intégralité de l'aéronef.

Par exemple, on peut remplacer un module initial par un module équivalent plus léger. On peut également remplacer un module central dans lequel les portes sont configurées pour l'entrée et la sortie de passagers et personnel (porte pax), par un module central dans lequel les portes sont configurées pour l'embarquement et le débarquement de matériel et marchandises (porte cargo), ou l'inverse. On peut également modifier la répartition des portes à l'arrière d'un aéronef, en changeant simplement le module central.

Enfin, chaque module peut être fabriqué et entièrement équipé, indépendamment des autres modules et de la structure principale, avant d'être monté sur la structure principale au cours d'une étape finale d'assemblage.

Chaque module présentant une structure indépendante, l'aéronef est également plus robuste à l'égard d'un éclatement moteur, qui n'impactera le cas échéant que le module latéral supportant ledit moteur. L'invention n'est pas limitée aux exemples développés ci-dessus.

Par exemple, l'aéronef selon l'invention peut présenter plus de deux moteurs. Un ou plusieurs moteurs annexes peuvent être montés sur la structure principale. En variante, chaque module latéral peut supporter deux moteurs ou plus.

Enfin, bien que les exemples se rapportent à un aéronef à fuselage intégré, l'invention s'applique également à une aile volante.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS

   1. Aéronef (100) de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré, caractérisé en ce qu'il comprend : une structure arrière comportant au moins deux modules parmi lesquels : un module bâbord (130A) configuré pour supporter un premier moteur (150A) de l'aéronef, et un module tribord (130B) configuré pour supporter un second moteur (150B) de l'aéronef ; et une structure principale (140) comportant un caisson pressurisé (141), et munie d'une interface (170) configurée pour recevoir les modules (130A, 130B).
2. 2. Aéronef (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interface comporte : un support mécanique bâbord (173A), configuré pour coopérer avec un support complémentaire du module bâbord, de façon à fixer le module bâbord (130A) relativement à la structure principale (140) ; et un support mécanique tribord (173B), configuré pour coopérer avec un support complémentaire du module tribord, de façon à fixer le module tribord (130B) relativement à la structure principale (140).
3. 3. Aéronef (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits supports mécaniques bâbord et tribord (173A, 173B) s'étendent chacun en saillie vers l'extérieur de la structure principale (140), et en ce que, lorsque les modules bâbord et tribord (130A, 130B) sont assemblés sur la structure principale, le support mécanique bâbord (173A), respectivement tribord (173B), et le module correspondant (130A, 130B), sont superposés et fixés l'un à l'autre, le long d'un pourtour dudit module formant le support complémentaire du module.
4. 4. Aéronef (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les supports mécaniques bâbord et tribord (173A, 173B) s'étendent chacun en saillie à l'intérieur du module (130A, 130B) correspondant.
5. 5. Aéronef (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'interface (170) comporte : un raccordement système bâbord (175A), configuré pour établir une liaison de type électrique, hydraulique, pneumatique et/ou alimentation en carburant, entre le module bâbord (130A) et la structure principale (140) ; et un raccordement système tribord, configuré pour établir une liaison de type électrique, hydraulique, pneumatique et/ou alimentation en carburant, entre le module tribord (130B) et la structure principale (140).
6. 6. Aéronef (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le module bâbord (130A) et le module tribord (130B) comprennent chacun : un caisson principal (133A), renforcé par des nervures internes (137A ; 137B) ; un mât réacteur (134A; 134B), configuré pour supporter un moteur de l'aéronef (150A ; 150B) ; et des nervures externes (135A; 135B), qui s'étendent chacune à l'extérieur du caisson principal, entre le caisson principal et le mât réacteur.
7. 7. Aéronef (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le module bâbord (130A) et le module tribord (130B) comprennent chacun au moins un empennage (160A, 160B).
8. 8. Aéronef (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le module bâbord (130A) et le module tribord (130B) comprennent chacun au moins une gouverne (138B).
9. 9. Aéronef (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les modules de la structure arrière comprennent en outre un module central (120), disposé entre le module bâbord (130A) et le module tribord (130B).
10. 10. Aéronef (100) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le module central (120) comporte au moins une porte non pressurisée (122) pour fermer une ouverture sur l'extérieur de l'aéronef.
11. 11. Aéronef (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'interface (170) comporte une région (172) configurée pour recevoir le module central (120), et comportant au moins une porte pressurisée (174), pour l'accès au caisson pressurisé (141).
12. 12. Module latéral (130A ; 130B) formant partie d'un aéronef (100) de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est configuré pour s'intégrer sur une région bâbord ou tribord (171A ; 171B) de l'interface (170) de cet aéronef, et pour former le module bâbord (130A) ou tribord (130B).
13. 13. Module central (120), formant partie d'un aéronef (100) de type aile volante ou aéronef à fuselage intégré selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il est configuré pour s'intégrer sur une région centrale (172) de l'interface (170) de cet aéronef.
14. 14. Procédé d'utilisation d'un aéronef (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on remplace l'un au moins parmi les modules de la structure arrière, par un module de remplacement configuré pour s'intégrer au même endroit sur l'interface (170) de la structure principale (140) de l'aéronef.