WO2010026345A2 - Structure d'ensemble siège pour aéronef et fuselage adapté - Google Patents

Structure d'ensemble siège pour aéronef et fuselage adapté Download PDF

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WO2010026345A2
WO2010026345A2 PCT/FR2009/051669 FR2009051669W WO2010026345A2 WO 2010026345 A2 WO2010026345 A2 WO 2010026345A2 FR 2009051669 W FR2009051669 W FR 2009051669W WO 2010026345 A2 WO2010026345 A2 WO 2010026345A2
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Bernard Guering
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction

Definitions

  • the present invention belongs to the field of the manufacture of aircraft cabin fittings, and more particularly relates to a new aircraft seat assembly structure, for the realization of seat assemblies adjoining a hull structure of the aircraft and supporting one or more passengers.
  • An aircraft is made by an assembly of working structures, in particular a fuselage and a wing.
  • a fuselage comprises in known manner a hull structure and a floor on which are fixed the various passenger seat assembly structures.
  • An aircraft seat assembly structure comprises a seat structure that is extended in a rearward and upward portion by a backrest structure, and a base rigidly associated with the seating structure, having a plurality of seating points. anchoring to the floor to transmit the forces exerted on the overall seat structure to said floor of the aircraft.
  • the seat assembly structures In addition to the function of ensuring a good level of passenger comfort, the seat assembly structures must also be designed to withstand very high mechanical loads, and must in particular satisfy dynamic crash-type tests for which minimum accelerations must be supported.
  • g corresponds to the acceleration value of the gravity close to 9.81 m / s 2 .
  • FIG. 1 A representative example of the present seat assembly structures 1 is illustrated in FIG. 1, for a seat assembly supporting three passengers.
  • a seat structure 10 consists of a frame substantially parallel to the XY plane, mainly comprising two crosspieces 100, a front cross member and a rear cross member, substantially parallel to the Y axis, which are held together by bars. 102 longitudinal delimiting the seating of the various passengers, two outer bars at the ends of the cross members 100 and intermediate bars.
  • the architecture of the The seat structure 10 is substantially symmetrical, and the cross members 100 on the one hand and the bars 102 on the other hand have similar characteristics (length, section, etc.).
  • a base 14 consists of two foot structures 140 formed of rib frames, for example lattice with slashes to form triangular structures.
  • the foot structures 140 are arranged substantially symmetrically with respect to a plane P perpendicular to the axis
  • the present invention proposes to solve the above-mentioned problems, in particular for seat assemblies adjoining a hull structure of an aircraft, by means of a seat assembly structure comprising at least one seat structure supporting at least one seat, to which seat assembly structure is associated a mark defined by a longitudinal axis X along which the seat structure comprises a front portion and a rear portion, by a Y axis perpendicular to the X axis and forming with said X axis a horizontal XY plane when the at least one seat is horizontal, and a Z axis perpendicular to the XY plane.
  • the seat structure comprises in the front part a torsion bar substantially parallel to the Y axis provided at a first lateral end of a front lateral attachment device intended to be secured to a hull structure of the aircraft, for transmitting to said hull structure of forces exerted on the torsion bar.
  • the seat assembly structure preferably comprises a base consisting of a foot structure integral with the torsion bar in one half of the torsion bar which has a second lateral end, the opposite side to the first lateral end.
  • the foot structure comprises at least two non-parallel connecting rods for producing at least two anchoring points on a floor of the aircraft.
  • the seat structure comprises a plurality of longitudinal support arms, each support arm extending from a front end secured to the torsion bar towards the portion back of the seating structure.
  • the seat structure also comprises in its rear part a rear cross member substantially parallel to the Y axis integral with the support arms which comprises at a lateral end, located on the side of the first lateral end of the bar. torsion, a rear lateral attachment device intended to be secured to the hull structure of the aircraft, to improve the lateral drainage of the forces experienced towards the hull structure.
  • a main section of the rear crossmember is smaller than the dimensions of a main section of the torsion bar, which said main section of the torsion bar is preferably of circular or polygonal shape and of dimensions equal to or greater than 5 centimeters.
  • the torsion bar at least, is made of a composite material comprising fibers held by a matrix.
  • the torsion bar of the overall seat structure is hollow and has an interior volume, accessible through an opening, adapted to store one or more life jackets.
  • the invention also relates to an aircraft fuselage comprising a hull structure and a floor.
  • the shell structure also comprises lateral fixing means for fixing at least one seat assembly structure, for a lateral recovery of the forces experienced by the at least one seat assembly structure.
  • the invention also relates to an aircraft comprising at least one seat assembly structure and a fuselage according to the invention.
  • the following description of modes of the invention is made with reference to the figures, in which identical references designate identical or similar elements, which represent in a non-limiting way:
  • FIG. 1 already cited, an example of a seat assembly structure according to the prior art
  • FIG. 2 a schematic perspective view of an embodiment of a seat assembly structure according to the invention
  • FIG. 4 a schematic perspective view of the seat assembly structure of Figure 2 arranged in a fuselage according to one embodiment of the invention
  • FIG. 6a, 6b and 6c schematic views of a main section of a torsion bar of the seat assembly structure according to three embodiments
  • FIGS. 7a and 7b are schematic lateral and perspective views illustrating the forces to which the seat assembly structure is subjected, when passengers are installed
  • FIG. 8 a schematic view of a partial section of a torsion bar having an interior volume for the storage of lifejackets
  • FIG. 9a and 9b two schematic diagrams illustrating the seat assemblies concerned by the invention respectively in a single-aisle aircraft and a dual-aisle aircraft.
  • An aircraft comprises a fuselage comprising at least one hull structure 2 and a floor 3.
  • the aircraft is associated with a reference system conventionally defined by a longitudinal axis X of the aircraft, a Y axis. perpendicular to the X axis forming with said X axis a horizontal XY plane when the floor 3 is horizontal, and a Z axis perpendicular to the XY plane.
  • the shell structure 2 comprises, in a known manner, an outer skin composed of panels 20 which are fixed on a framework composed of longitudinal stiffeners, said heddles 22, substantially parallel to the axis X, and transverse stiffeners, said frames 24, positioned in sections substantially perpendicular to the axis X.
  • the floor 3 consists for example of horizontal panels 30 fixed to a set of crosspieces 32 substantially horizontal and parallel to the axis Y, which are attached to the shell structure 2 to drain the load-related loads on the floor 3 to said shell structure.
  • a seat assembly structure 4 according to the invention is described in a reference associated with said seat assembly structure. This marker is chosen to simplify the presentation as being confused with the reference associated with the aircraft, after assembly of said seat assembly structure in said aircraft. For these reasons, we will speak indifferently of one or the other reference with reference to the X, Y and Z axes, it being understood that the invention is independent of the reference chosen to describe it.
  • the seat assembly structure 4 comprises a seat structure 5, which forms one or seats of the seat assembly which are, in the selected reference, substantially parallel to the XY plane.
  • the seat structure 5 comprises, along the X axis, a front portion and a rear portion.
  • the seat assembly structure 4 also comprises a backrest structure 6 which extends upwardly the seat structure 5 from its rear part, to form one or more backs of the seat assembly.
  • the seat structure 5 comprises a torsion bar 50. As shown in Figure 2, the torsion bar 50 is located in the front portion of the seat structure 5. The torsion bar 50 is transverse, substantially parallel to the Y axis.
  • the torsion bar 50 is subjected to a torsion moment M, shown in FIGS. 7a and 7b, when passengers are installed on the seat structure 5. Indeed, because the Torsion bar 50 is located in the front part of the seating structure 5, the passenger center of gravity G is deported in relation to the torsion bar 50, and E-forces generated by the passengers are transmitted to the bar of 50 which is rotated on itself.
  • the torsion bar 50 has a first lateral end 502 and a second lateral end 504, on the opposite side to said first lateral end.
  • the torsion bar 50 has at the first lateral end 502 a front lateral attachment device 500 which, in combination with lateral fixing means 26 of the shell structure 2 visible in FIGS. 4 and 5, is intended to secure the seat structure 5 and said shell structure.
  • the lateral fastening means 26 are for example a longitudinal fastening rail, substantially parallel to the axis X and fixed on at least two frames 24, on which the front lateral fastening device 500 is fixed, by means of elements of FIG. clamping, glue, etc.
  • the front lateral attachment device 500 comprises an attachment point, and is cone-shaped, with an axis substantially parallel to the Y axis and of decreasing diameter section towards the first lateral end 502, at the top of which is said attachment point.
  • the front lateral attachment device 500 comprises, in another embodiment, not shown, a plurality of attachment points, for improving the mechanical strength of an interface between the front lateral attachment device 500 and the fixing means.
  • the torsion bar 50 is sectional in a plane perpendicular to the Y axis of substantially constant shape and size substantially the length of said torsion bar.
  • the corresponding section is called the main section of the torsion bar 50.
  • the shape of the main section is for example circular or polygonal.
  • the torsion bar 50 is for example a solid bar, of which an exemplary main section is illustrated in FIG. 6a, or a hollow tube having an inside diameter and an outside diameter, of which one example of main section is shown in Figure 6b.
  • the torsion bar 50 has a plurality of facets which extend along the length of said torsion bar.
  • the facets Preferably, the facets have connection radii between each facet.
  • An example of a main section of such a torsion bar is shown schematically in FIG. 6c.
  • the dimensions of the main section are determined to support most of the forces induced by the passengers, whose center of gravity is offset from the torsion bar 50 because it is located in the front part of the structure 5, and transmit them to the shell structure 2.
  • the dimensions of the main section are equal to or greater than 5 centimeters in all directions.
  • the outer diameter is equal to or greater than 5 centimeters.
  • the seat structure 5 also comprises a set of substantially parallel support arms 52.
  • the support arms 52 are arranged longitudinally substantially horizontally, and preferably delimit the seating of the different passengers.
  • Each support arm 52 has a front end 520 on the side of the torsion bar 50, from which said support arm extends towards the rear part of the seat structure 5.
  • each support arm 52 is convexly shaped downwards. that is to say towards the floor 3 after assembly of said seat assembly structure.
  • each support arm 52 is integral with the torsion bar 50.
  • said front end has an opening of dimensions and shape similar to those of the main section of said torsion bar, at which the front end 520 at least partially surrounds the torsion bar 50 and provides a rigid connection with said torsion bar, in particular preventing rotations of said support arms.
  • the rigid connection is obtained for example by gluing, by notching, because of the use of a polygonal main section of the torsion bar 50 (which ensures a rotational self-locking in combination with a similarly shaped opening in the front end 520 of the support arm 52), or any other means or combination of means to prevent rotations of the support arms 52.
  • the function of the support arms 52 is to ensure the transfer of the forces induced by the passengers to the torsion bar 50, which in turn transmits them in particular to the shell structure 2 at the interface between the device. lateral attachment 500 and the lateral fixing means 26.
  • the seat assembly structure 4 also comprises a base 7 consisting, in the particular embodiment shown in particular in FIGS. 2 and 4, in a foot structure 70.
  • the foot structure 70 is rigidly associated with the torsion bar 50 and / or at a front end 520 of a support arm 52, in an area lying in one half of said torsion bar, taken along its length, comprising the second lateral end 504 of said torsion bar.
  • the foot structure 70 of the embodiment shown essentially comprises two non-parallel connecting rods 72 and 74 visible in FIG. 3.
  • Each connecting rod 72, 74 has an upper end on the side of the seat structure 5, respectively 720 and 740, and a lower end of the floor side 3, respectively 722 and 742, each intended to provide an anchoring point on the floor 3, for example by attachment to a fixing rail 34.
  • the connecting rod 72 is substantially parallel to the axis Z.
  • the connecting rod 74 extends from its upper end 740 obliquely towards the rear and the floor 3.
  • the base 7 comprises a single foot structure 70, which reduces the number of fastening rails 34 needed on the floor 3.
  • a reduced number of fastening rails 34 on the floor 3 further attenuates the corrosion problems that such rails face, and decreases the assembly time of the seat assembly structure 4 on said floor.
  • the footprint on the floor is also improved with a positive impact on passenger comfort.
  • the base 7 comprises a plurality of foot structures, which are arranged symmetrically or not with respect to the plane P.
  • the seat structure 5 comprises in the rear portion a rear cross member 54.
  • the rear cross member 54 is transverse, substantially parallel to the Y axis, and is rigidly connected to the arms support 52 on the side of their rear ends 522.
  • the rear cross member 54 has a rear lateral attachment device
  • the rear cross member 54 is section in a plane perpendicular to the Y axis of substantially constant shape and dimensions along most of the length of said rear cross member.
  • the corresponding section is said main section of the rear crossmember 54.
  • the dimensions of the main section of the rear crossmember 54 are smaller than the dimensions of the main section of the torsion bar 50.
  • the corresponding seat structure 5 is asymmetrical because of the different characteristics of the torsion bar 50 and rear cross member 54.
  • the forces generated are taken up in particular by the hull structure 2.
  • the hull structure 2 generates in this case a pair of forces F1 and F2. , at the level of the front lateral attachment devices 500 and rear 540, which balance the torsion moment M generated by the efforts E of the passengers.
  • the backrest structure 6 is mounted on the rear crossmember 54, as shown in FIG.
  • the torsion bar 50 is advantageously made of a composite material, such as a composite material comprising carbon fibers held by an epoxy resin.
  • a torsion bar of polygonal main section as shown in Figure 6c is particularly suitable for an embodiment of composite material. As shown in FIG. 8, when the torsion bar 50 is hollow, for example when it is of main section as shown in FIG. 6b, the torsion bar 50 has a free internal volume 506.
  • This interior volume 506 can advantageously be used for the passage of electrical cables, for example audio / video cables of the audio / video entertainment system of the cabin, and / or for storing one or more lifejackets 9.
  • the inner volume 506 is used for the storage of lifejackets 9, said inner volume is accessible through an opening, preferably at the second lateral end 504 of the torsion bar 50.
  • the second lateral end 504 comprises a cap 508 removable, to temporarily close the access to the inner volume 506.
  • a life jacket 9, stored in the torsion bar 50 is for example rolled on itself, and advantageously packaged under slight depression in a plastic package. It is thus possible to reduce the volume of the lifejacket 9, and to adapt the shape to the shape of the inner volume 506 of the torsion bar 50, to facilitate its insertion / extraction in said torsion bar.
  • all the lifejackets 9 of a seat assembly structure 5 are stored in the torsion bar 50.
  • the lifejackets 9 are then advantageously connected to each other, by the same plastic packaging or by cords. 90, so that the extraction of a lifejacket 9 causes the extraction of all lifejackets 9 stored in the torsion bar 50.
  • the storage of lifejackets 9 in the inner volume 506 of the torsion bar 50 is advantageous over the conventional solution of under seat storage of the seat assembly structures. First, a volume is released under the seat structure 5, to store luggage, or improve the comfort of passengers.
  • the plug 508 can be removed by a passenger near the second lateral end 504, and the lifejackets can be retrieved.
  • the lifejackets 9 are ejected automatically, for example by means of a pyrotechnic system.
  • the invention also relates to an aircraft seat assembly comprising a seat assembly structure 4 according to the invention.
  • the invention also relates to an aircraft fuselage comprising a shell structure 2 and a floor 3 on which seat assembly structures according to the invention are mounted.
  • the shell structure 2 comprises in known manner panels
  • the invention also relates to an aircraft comprising a fuselage and seat assembly structures 4 according to the invention.
  • the seat assembly structures 4 according to the invention are used for the realization of the seat assemblies of the aircraft which abut the hull structure 2.
  • the seat assembly structure 4 is for example used for the manufacture of all passenger seat assemblies in the case of a single aisle aircraft comprising a central aisle 8, since all the passenger seat assemblies adjoin the hull structure 2.
  • the lateral seat assemblies are for example made using the seat assembly structure 4 according to the invention.
  • the central seat assemblies, arranged between the corridors 8a and 8b, do not abut the shell structure 2 and are not made using the seat assembly structure 4 according to the invention.
  • the architecture of the seat assembly structures according to the invention is adapted to the environment of said seat assembly structures, and allows a better load distribution (between the floor and the hull structure), especially in crash scenarios. , as well as a better general lateral holding due to the lateral attachments on the hull structure.
  • Said seat assembly structures consist of parts of uncomplicated geometry that are compatible with the use of composite materials, offering a saving in weight compared to metallic materials.

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Abstract

Une structure d'ensemble siège (4) pour aéronef comporte au moins une structure d'assise (5) supportant au moins une assise, à laquelle dite structure d'ensemble siège est associé un repère défini par un axe X longitudinal suivant lequel la structure d'assise (5) comporte une partie avant et une partie arrière, par un axe Y perpendiculaire à l'axe X et formant avec ledit axe X un plan XY horizontal lorsque l'au moins une assise est horizontale, et par un axe Z perpendiculaire au plan XY. La structure d'assise (5) comporte dans la partie avant une barre de torsion (50) sensiblement parallèle à l'axe Y munie au niveau d'une première extrémité latérale (502) d'un dispositif d'attache latérale avant (500) destiné à être solidarisé à des moyens de fixation latérale (26) d'une structure de coque (2) d'un aéronef. L'invention concerne également un fuselage comportant ladite structure de coque munie desdits moyens de fixation latérale, et l'aéronef comportant ledit fuselage et la structure d'ensemble siège (4).

Description

STRUCTURE D'ENSEMBLE SIEGE POUR AERONEF ET FUSELAGE
ADAPTE
La présente invention appartient au domaine de la fabrication d'aménagements de cabines d'aéronefs, et concerne plus particulièrement une nouvelle structure d'ensemble siège pour aéronef, pour la réalisation d'ensembles sièges jouxtant une structure de coque de l'aéronef et supportant un ou plusieurs passagers.
Un aéronef est réalisé par un assemblage de structures travaillantes, en particulier un fuselage et une voilure. Un fuselage comporte de manière connue une structure de coque et un plancher sur lequel sont fixées les différentes structures d'ensemble siège des passagers. Une structure d'ensemble siège d'aéronef comporte une structure d'assise qui est prolongée dans une partie arrière et vers le haut par une structure de dossier, et un piétement associé rigidement à la structure d'assise, comportant une pluralité de points d'ancrage au plancher pour transmettre les efforts exercés sur la structure d'ensemble siège audit plancher de l'aéronef. Outre une fonction consistant à assurer un bon niveau de confort aux passagers, les structures d'ensemble siège doivent également être conçues pour tenir des charges mécaniques très importantes, et doivent notamment satisfaire aux essais dynamiques de type crash pour lesquels des accélérations minimales devant être supportées sont définies : par exemple 16g suivant un axe X longitudinal de l'aéronef, 3g suivant un axe Y perpendiculaire à l'axe X et formant avec l'axe X un plan XY horizontal lorsque le plancher est horizontal, et 6g suivant un axe Z perpendiculaire au plan XY, où g correspond à la valeur d'accélération de la pesanteur voisine de 9.81 m/s2.
Un exemple représentatif des structures d'ensemble siège 1 actuelles est illustré sur la figure 1 , pour un ensemble siège supportant trois passagers.
Dans cet exemple, une structure d'assise 10 consiste en un châssis sensiblement parallèle au plan XY, comportant principalement deux traverses 100, une traverse avant et une traverse arrière, sensiblement parallèles à l'axe Y, qui sont maintenues entre elles par des barres 102 longitudinales qui délimitent les assises des différents passagers, deux barres extérieures aux extrémités des traverses 100 et des barres intermédiaires. L'architecture de la structure d'assise 10 est sensiblement symétrique, et les traverses 100 d'une part et les barres 102 d'autre part ont des caractéristiques (longueur, section, etc.) voisines.
Un piétement 14 est constitué de deux structures de pied 140 formées de cadres nervures, par exemple en treillis avec des barres obliques pour former des structures en triangle. Les structures de pied 140 sont agencées de façon sensiblement symétrique par rapport à un plan P perpendiculaire à l'axe
Y, passant par les milieux des traverses 100 de la structure d'assise 10, pour assurer une transmission homogène des efforts exercés par des passagers à un plancher 3 d'un aéronef, au moyen de rails de fixation 34 dudit plancher auxquels lesdites structures de pied sont fixées.
Pour améliorer le drainage des efforts exercés sur de telles structures d'ensemble siège 1 , il n'est pas rare d'avoir jusqu'à quatre structures de pied
140, ce qui impose d'avoir autant de rails de fixation 34 sur le plancher 3 de l'aéronef, ce qui augmente le coût/temps de fabrication, d'assemblage et entraîne une pénalité en masse du fait d'un nombre plus important de pièces.
Il est également connu pour améliorer le drainage des efforts d'avoir des barres de soutien 142, en forme de L et/ou de U, qui sont solidaires des structures de pied 140 et des barres extérieures de la structure d'assise 10. Cette solution augmente le nombre et la complexité de pièces formant la structure d'ensemble siège 1 , et présente les mêmes inconvénients que précédemment.
De plus, les structures d'ensemble siège actuelles sont fortement inspirées des structures connues pour les objets terrestres, et ne sont pas optimisées en fonction de l'environnement dans lequel elles sont placées dans l'aéronef pour drainer les efforts vers l'ensemble du fuselage de l'aéronef.
La présente invention se propose de résoudre les problèmes susmentionnés, notamment pour les ensembles sièges jouxtant une structure de coque d'un aéronef, au moyen d'une structure d'ensemble siège comportant au moins une structure d'assise supportant au moins une assise, à laquelle structure d'ensemble siège est associé un repère défini par un axe X longitudinal suivant lequel la structure d'assise comporte une partie avant et une partie arrière, par un axe Y perpendiculaire à l'axe X et formant avec ledit axe X un plan XY horizontal lorsque l'au moins une assise est horizontale, et par un axe Z perpendiculaire au plan XY.
Selon l'invention, la structure d'assise comporte dans la partie avant une barre de torsion sensiblement parallèle à l'axe Y munie au niveau d'une première extrémité latérale d'un dispositif d'attache latérale avant destiné à être solidarisé avec une structure de coque de l'aéronef, pour transmettre à ladite structure de coque des efforts exercés sur la barre de torsion.
La structure d'ensemble siège comporte de préférence un piétement consistant en une structure de pied solidaire de la barre de torsion dans une moitié de la barre de torsion qui comporte une seconde extrémité latérale, du côté opposé à la première extrémité latérale.
Avantageusement, la structure de pied comporte au moins deux bielles non parallèles pour réaliser au moins deux points d'ancrage sur un plancher de l'aéronef. Pour transmettre les efforts induits par les passagers à la barre de torsion, la structure d'assise comporte une pluralité de bras de soutien longitudinaux, chaque bras de soutien s'étendant depuis une extrémité avant solidaire de la barre de torsion en direction de la partie arrière de la structure d'assise. De préférence, la structure d'assise comporte également dans sa partie arrière une traverse arrière sensiblement parallèle à l'axe Y solidaire des bras de soutien qui comporte au niveau d'une extrémité latérale, située du côté de la première extrémité latérale de la barre de torsion, un dispositif d'attache latérale arrière destiné à être solidarisé avec la structure de coque de l'aéronef, pour améliorer le drainage latéral des efforts subis vers la structure de coque.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, une section principale de la traverse arrière est de dimensions inférieures aux dimensions d'une section principale de la barre de torsion, laquelle dite section principale de la barre de torsion étant de préférence de forme circulaire ou polygonale et de dimensions égales ou supérieures à 5 centimètres.
Avantageusement, la barre de torsion, au moins, est fabriquée en matériau composite comportant des fibres maintenues par une matrice.
Avantageusement, la barre de torsion de la structure d'ensemble siège est creuse et comporte un volume intérieur, accessible par une ouverture, adapté à stocker un ou des gilets de sauvetage.
L'invention concerne également un fuselage d'aéronef comportant une structure de coque et un plancher. Selon l'invention, la structure de coque comporte également des moyens de fixation latérale pour la fixation d'au moins une structure d'ensemble siège, pour une reprise latérale des efforts subis par l'au moins une structure d'ensemble siège.
L'invention concerne également un aéronef comportant au moins une structure d'ensemble siège et un fuselage selon l'invention. La description suivante de modes de l'invention est faite en se référant aux figures, dans lesquelles des références identiques désignent des éléments identiques ou analogues, qui représentent de manière non limitative :
- Figure 1 : déjà citée, un exemple de structure d'ensemble siège selon l'art antérieur, - Figure 2 : une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation d'une structure d'ensemble siège selon l'invention,
- Figure 3 : une vue schématique latérale de la structure d'ensemble siège de la figure 2,
- Figure 4 : une vue schématique en perspective de la structure d'ensemble siège de la figure 2 agencée dans un fuselage selon un mode de réalisation de l'invention,
- Figure 5 : une autre vue schématique en perspective de la structure d'ensemble siège et du fuselage de la figure 4,
- Figures 6a, 6b et 6c : des vues schématiques d'une section principale d'une barre de torsion de la structure d'ensemble siège suivant trois modes de réalisation,
- Figure 7a et 7b : des vues schématiques latérale et en perspective illustrant des efforts auxquels la structure d'ensemble siège est soumise, lorsque des passagers sont installés, - Figure 8 : une vue schématique d'une coupe partielle d'une barre de torsion comportant un volume intérieur pour le stockage de gilets de sauvetage,
- Figures 9a et 9b : deux schémas de principe illustrant les ensembles siège concernés par l'invention respectivement dans un aéronef monocouloir et un aéronef bi-couloir.
Un aéronef comporte un fuselage comportant au moins une structure de coque 2 et un plancher 3. Dans la description qui va suivre, on associe à l'aéronef un repère défini de manière conventionnelle par un axe X longitudinal de l'aéronef, un axe Y perpendiculaire à l'axe X formant avec ledit axe X un plan XY horizontal lorsque le plancher 3 est horizontal, et un axe Z perpendiculaire au plan XY.
Tel que représenté notamment sur la figure 4, la structure de coque 2 comporte de manière connue une peau extérieure, composée de panneaux 20 qui sont fixés sur une ossature composée de raidisseurs longitudinaux, dits lisses 22, sensiblement parallèles à l'axe X, et de raidisseurs transversaux, dits cadres 24, positionnés suivant des sections sensiblement perpendiculaires à l'axe X. Le plancher 3 est constitué par exemple de panneaux 30 horizontaux fixés sur un ensemble de traverses 32 sensiblement horizontales et parallèles à l'axe Y, qui sont rattachées à la structure de coque 2 pour drainer les efforts liés à la charge sur le plancher 3 vers ladite structure de coque.
Dans la suite de l'exposé, une structure d'ensemble siège 4 selon l'invention est décrite dans un repère associé à ladite structure d'ensemble siège. Ce repère est choisi pour simplifier l'exposé comme étant confondu avec le repère associé à l'aéronef, après montage de ladite structure d'ensemble siège dans ledit aéronef. Pour ces raisons, on parlera indifféremment de l'un ou l'autre repère en faisant référence aux axes X, Y et Z, étant entendu que l'invention est indépendante du repère choisi pour la décrire.
La structure d'ensemble siège 4 selon l'invention comporte une structure d'assise 5, qui forme une ou des assises de l'ensemble siège qui sont, dans le repère choisi, sensiblement parallèles au plan XY. La structure d'assise 5 comporte, suivant l'axe X, une partie avant et une partie arrière. La structure d'ensemble siège 4 comporte également une structure de dossier 6 qui prolonge vers le haut la structure d'assise 5 depuis sa partie arrière, pour former un ou des dossiers de l'ensemble siège.
La structure d'assise 5 comporte une barre de torsion 50. Tel que représenté sur la figure 2, la barre de torsion 50 est située dans la partie avant de la structure d'assise 5. La barre de torsion 50 est transversale, sensiblement parallèle à l'axe Y.
La barre de torsion 50, comme son nom l'indique, est soumise à un moment de torsion M, représenté sur les figures 7a et 7b, lorsque des passagers sont installés sur la structure d'assise 5. En effet, du fait que la barre de torsion 50 est située dans la partie avant de la structure d'assise 5, les centres de gravité G des passagers sont déportés par rapport à la barre de torsion 50, et des efforts E générés par les passagers sont transmis à la barre de torsion 50 qui est entraînée en rotation sur elle-même.
La barre de torsion 50 comporte une première extrémité latérale 502 et une seconde extrémité latérale 504, du côté opposé à ladite première extrémité latérale. La barre de torsion 50 comporte au niveau de la première extrémité latérale 502 un dispositif d'attache latérale avant 500 qui, en association avec des moyens de fixation latérale 26 de la structure de coque 2 visibles sur les figures 4 et 5, est destiné à solidariser la structure d'assise 5 et ladite structure de coque. Les moyens de fixation latérale 26 sont par exemple un rail de fixation longitudinal, sensiblement parallèle à l'axe X et fixé sur au moins deux cadres 24, sur lequel le dispositif d'attache latérale avant 500 est fixé, au moyen d'éléments de serrage, de colle, etc.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2 et plus particulièrement sur la figure 5, le dispositif d'attache latérale avant 500 comporte un point d'attache, et est en forme de cône, d'axe sensiblement parallèle à l'axe Y et de section de diamètre décroissant en direction de la première extrémité latérale 502, au sommet duquel se trouve ledit point d'attache.
Le dispositif d'attache latérale avant 500 comporte, dans un autre mode de réalisation non représenté, une pluralité de points d'attache, pour améliorer la résistance mécanique d'une interface entre le dispositif d'attache latérale avant 500 et les moyens de fixation latérale 26. La barre de torsion 50 est de section dans un plan perpendiculaire à l'axe Y de forme et de dimensions sensiblement constantes suivant l'essentiel de la longueur de ladite barre de torsion. La section correspondante est dite section principale de la barre de torsion 50. La forme de la section principale est par exemple circulaire ou polygonale.
Dans le cas d'une section principale circulaire, la barre de torsion 50 est par exemple une barre pleine, dont un exemple de section principale est illustré sur la figure 6a, ou un tube creux comportant un diamètre intérieur et un diamètre extérieur, dont un exemple de section principale est illustré sur la figure 6b.
Dans le cas d'une section principale polygonale, par exemple hexagonale ou octogonale, la barre de torsion 50 comporte une pluralité de facettes qui s'étendent suivant la longueur de ladite barre de torsion. De préférence, les facettes comportent des rayons de raccordement entre chaque facette. Un exemple de section principale d'une telle barre de torsion est représenté schématiquement sur la figure 6c.
Les dimensions de la section principale sont déterminées pour supporter l'essentiel des efforts induits par les passagers, dont le centre de gravité est déporté par rapport à la barre de torsion 50 du fait que celle-ci est située dans la partie avant de la structure d'assise 5, et les transmettre à la structure de coque 2. Par exemple, les dimensions de la section principale sont égales ou supérieures à 5 centimètres dans toutes les directions. Par exemple dans le cas où la barre de torsion 50 est un tube de section principale circulaire, le diamètre extérieur est égal ou supérieur à 5 centimètres.
De préférence, la structure d'assise 5 comporte également un ensemble de bras de soutien 52 sensiblement parallèles.
Les bras de soutien 52 sont agencés longitudinalement de manière sensiblement horizontale, et délimitent de préférence les assises des différents passagers. Chaque bras de soutien 52, comporte une extrémité avant 520 du côté de la barre de torsion 50, à partir de laquelle ledit bras de soutien s'étend vers la partie arrière de la structure d'assise 5.
Un exemple de bras de soutien 52 est plus particulièrement visible sur la figure 3 qui représente une vue latérale de la structure d'ensemble siège 4. Dans cet exemple non limitatif, chaque bras de soutien 52 est de forme convexe vers le bas, c'est-à-dire vers le plancher 3 après montage de ladite structure d'ensemble siège.
L'extrémité avant 520 de chaque bras de soutien 52 est solidaire de la barre de torsion 50. Par exemple, ladite extrémité avant comporte une ouverture de dimensions et de forme voisines de celles de la section principale de ladite barre de torsion, au niveau de laquelle l'extrémité avant 520 entoure au moins partiellement la barre de torsion 50 et assure une liaison rigide avec ladite barre de torsion, empêchant notamment les rotations desdits bras de soutien. La liaison rigide est obtenue par exemple par collage, par crantage, du fait d'une utilisation d'une section principale polygonale de la barre de torsion 50 (qui assure un auto-blocage en rotation en association avec une ouverture de forme voisine dans l'extrémité avant 520 du bras de soutien 52), ou tout autre moyen ou combinaison de moyens visant à empêcher les rotations des bras de soutien 52.
La fonction des bras de soutien 52 est d'assurer le transfert des efforts induits par les passagers à la barre de torsion 50, qui les transmet à son tour notamment à la structure de coque 2 au niveau de l'interface entre le dispositif d'attache latérale 500 et les moyens de fixation latérale 26.
Lorsque les passagers sont installés sur la structure d'assise 5, les efforts E générés par les passagers sont transmis à la barre de torsion 50 par l'intermédiaire des bras de soutien 52.
La structure d'ensemble siège 4 comporte également un piétement 7 consistant, dans le mode particulier de réalisation représenté notamment sur les figures 2 et 4, en une structure de pied 70.
La structure de pied 70 est associée rigidement à la barre de torsion 50 et/ou à une extrémité avant 520 d'un bras de soutien 52, dans une zone se trouvant dans une moitié de ladite barre de torsion, prise suivant sa longueur, comportant la seconde extrémité latérale 504 de ladite barre de torsion.
La structure de pied 70 du mode de réalisation représenté comporte essentiellement deux bielles 72 et 74 non parallèles visibles sur la figure 3. Chaque bielle 72, 74 comporte une extrémité supérieure du côté de la structure d'assise 5, respectivement 720 et 740, et une extrémité inférieure du côté du plancher 3, respectivement 722 et 742, destinée chacune à réaliser un point d'ancrage sur le plancher 3, par exemple par fixation sur un rail de fixation 34.
La bielle 72 est sensiblement parallèle à l'axe Z. La bielle 74 s'étend depuis son extrémité supérieure 740 de façon oblique vers l'arrière et le plancher 3.
En solidarisant la structure de pied 70 et la structure d'assise 5 au niveau de la barre de torsion 50, qui est la partie de ladite structure d'assise qui est la plus sollicitée, les efforts induits par les passagers sur ladite barre de torsion sont drainés efficacement vers le plancher 3 du fuselage.
Dans le mode de réalisation décrit, le piétement 7 comporte une unique structure de pied 70, ce qui réduit le nombre de rails de fixation 34 nécessaires sur le plancher 3. Un nombre réduit de rails de fixation 34 sur le plancher 3 atténue en outre les problèmes de corrosion auxquels de tels rails sont confrontés, et diminue le temps de montage de la structure d'ensemble siège 4 sur ledit plancher. De plus, l'encombrement sur le plancher est également amélioré avec un impact positif sur le confort des passagers.
Il est à noter que le piétement 7 est asymétrique par rapport à un plan
P perpendiculaire à l'axe Y passant par le milieu de la barre de torsion 50, ce qui est rendu possible par le fait que les efforts sont transmis au plancher 3, via la structure de pied 70, mais également à la structure de coque 2, via le dispositif d'attache latérale avant 500.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le piétement 7 comporte une pluralité de structures de pied, qui sont agencées de façon symétrique ou non par rapport au plan P.
Dans un mode particulier de réalisation, complémentaire des modes déjà décrits, la structure d'assise 5 comporte dans la partie arrière une traverse arrière 54. La traverse arrière 54 est transversale, sensiblement parallèle à l'axe Y, et est liée rigidement aux bras de soutien 52 du côté de leurs extrémités arrières 522.
La traverse arrière 54 comporte un dispositif d'attache latérale arrière
540 au niveau d'une extrémité latérale 542, du même côté de la structure d'assise 5 que le dispositif d'attache latérale avant 500, qui est destiné à être fixé sur les moyens de fixation latérale 26 de la structure de coque 2 du fuselage de l'aéronef, tel qu'illustré sur la figure 5.
La traverse arrière 54 est de section dans un plan perpendiculaire à l'axe Y de forme et de dimensions sensiblement constantes suivant l'essentiel de la longueur de ladite traverse arrière. La section correspondante est dite section principale de la traverse arrière 54. Les dimensions de la section principale de la traverse arrière 54 sont inférieures aux dimensions de la section principale de la barre de torsion 50. La structure d'assise 5 correspondante est asymétrique du fait des caractéristiques différentes de la barre de torsion 50 et de la traverse arrière 54.
Du fait du dispositif d'attache latérale arrière 540, le drainage latéral des efforts supportés par la structure d'assise 5 est amélioré.
Lorsque des passagers sont installés sur la structure d'assise 5, les efforts générés sont repris notamment par la structure de coque 2. Tel que représenté sur la figure 7b, la structure de coque 2 génère dans ce cas un couple de forces F1 et F2, au niveau des dispositifs d'attache latérale avant 500 et arrière 540, qui équilibrent le moment de torsion M généré par les efforts E des passagers.
Dans un scénario de crash avec une accélération vers l'avant suivant l'axe X, par exemple une accélération de 16g, les sens du moment de torsion
M et des forces F1 et F2 seraient inversés par rapport aux sens représentés sur les figures 7a et 7b, qui illustrent un scénario de vol avec une accélération de 1g suivant l'axe Z.
Avantageusement, la structure de dossier 6 est montée sur la traverse arrière 54, tel que représenté sur la figure 2.
Le nombre de pièces différentes composant la structure d'ensemble siège 4 selon l'invention est inférieur à celui des structure d'ensemble siège connues, et les pièces ont le plus souvent des formes simples compatibles avec les procédés connus de fabrication de pièces en matériau composite. En particulier, la barre de torsion 50 est avantageusement fabriquée en matériau composite, tel qu'un matériau composite comportant des fibres de carbone maintenues par une résine de type époxy. Notamment, une barre de torsion de section principale polygonale telle que représentée sur la figure 6c est particulièrement adaptée à une réalisation en matériau composite. Tel que représenté sur la figure 8, lorsque la barre de torsion 50 est creuse, par exemple lorsqu'elle est de section principale telle que représentée sur la figure 6b, la barre de torsion 50 comporte un volume intérieur 506 libre.
Ce volume intérieur 506 peut avantageusement être utilisé pour le passage de câbles électriques, par exemple des câbles audio/vidéo du système audio/vidéo de divertissement de la cabine, et/ou pour stocker un ou des gilets de sauvetage 9.
Dans le cas où le volume intérieur 506 est utilisé pour le stockage de gilets de sauvetage 9, ledit volume intérieur est accessible par une ouverture, de préférence au niveau de la seconde extrémité latérale 504 de la barre de torsion 50. De préférence, la seconde extrémité latérale 504 comporte un bouchon 508 amovible, permettant de fermer temporairement l'accès au volume intérieur 506. Un gilet de sauvetage 9, stocké dans la barre de torsion 50, est par exemple roulé sur lui-même, et avantageusement conditionné sous légère dépression dans un emballage plastique. Il est ainsi possible de réduire le volume du gilet de sauvetage 9, et d'en adapter la forme à la forme du volume intérieur 506 de la barre de torsion 50, pour faciliter son insertion/extraction dans ladite barre de torsion.
De préférence, tous les gilets de sauvetage 9 d'une structure d'ensemble siège 5 sont stockés dans la barre de torsion 50. Les gilets de sauvetage 9 sont alors avantageusement liés les uns aux autres, par un même emballage plastique ou par des cordons 90, de sorte que l'extraction d'un gilet de sauvetage 9 entraîne l'extraction de tous les gilets de sauvetage 9 stockés dans la barre de torsion 50.
Le stockage de gilets de sauvetage 9 dans le volume intérieur 506 de la barre de torsion 50 est avantageux par rapport à la solution conventionnelle d'un stockage sous les assises des structures d'ensemble siège. Tout d'abord, un volume est libéré sous la structure d'assise 5, permettant de stocker des bagages, ou d'améliorer le confort des passagers.
Ensuite, les gilets de sauvetage 9, protégés par la barre de torsion 50, ne risquent pas d'être endommagés en cours de stockage.
En cas d'urgence, le bouchon 508 peut être retiré par un passager proche de la seconde extrémité latérale 504, et les gilets de sauvetage peuvent être récupérés. Dans une variante, les gilets de sauvetage 9 sont éjectés automatiquement, par exemple au moyen d'un système pyrotechnique.
L'invention concerne également un ensemble siège d'aéronef comportant une structure d'ensemble siège 4 selon l'invention.
L'invention porte également sur un fuselage d'aéronef comportant une structure de coque 2 et un plancher 3 sur lequel des structures d'ensemble siège selon l'invention sont montées. La structure de coque 2 comporte de manière connue des panneaux
20 raidis par des cadres 24 et des lisses 22, et comporte également selon l'invention des moyens de fixation latérale 26, par exemple au moins un rail de fixation latérale 26 fixé sur au moins deux cadres 24, pour la fixation des dispositifs d'attache latérale des structures d'ensemble siège selon l'invention. L'invention concerne également un aéronef comportant un fuselage et des structures d'ensemble siège 4 selon l'invention. Les structures d'ensemble siège 4 selon l'invention sont utilisées pour la réalisation des ensembles sièges de l'aéronef qui jouxtent la structure de coque 2.
Tel que représenté sur la figure 9a, la structure d'ensemble siège 4 selon l'invention est par exemple utilisée pour la fabrication de tous les ensembles sièges passagers dans le cas d'un aéronef monocouloir comportant un couloir 8 central, du fait que tous les ensembles sièges passagers jouxtent la structure de coque 2.
Dans le cas d'un aéronef bi-couloir comportant deux couloirs 8a et 8b tel que représenté sur la figure 9b, les ensembles sièges latéraux sont par exemple réalisés en utilisant la structure d'ensemble siège 4 selon l'invention. Les ensembles sièges centraux, agencés entre les couloirs 8a et 8b, ne jouxtent pas la structure de coque 2 et ne sont pas réalisés en utilisant la structure d'ensemble siège 4 selon l'invention. L'architecture des structures d'ensemble siège selon l'invention est adaptée à l'environnement desdites structures d'ensemble siège, et permet une meilleure répartition des charges (entre le plancher et la structure de coque), notamment dans des scénarios de crash, ainsi qu'une meilleure tenue latérale générale du fait des rattachements latéraux sur la structure de coque. Lesdites structures d'ensemble siège sont constituées de pièces à géométrie peu complexe qui sont compatibles avec une utilisation de matériaux composites, offrant un gain en masse par rapport aux matériaux métalliques.

Claims

REVENDICATIONS
- Structure d'ensemble siège (4) pour aéronef, comportant au moins une structure d'assise (5) supportant au moins une assise, à laquelle dite structure d'ensemble siège est associé un repère défini par un axe X longitudinal suivant lequel la structure d'assise (5) comporte une partie avant et une partie arrière, par un axe Y perpendiculaire à l'axe X et formant avec ledit axe X un plan XY horizontal lorsque l'au moins une assise est horizontale, et par un axe Z perpendiculaire au plan XY, ladite structure d'ensemble siège étant caractérisée en ce que la structure d'assise (5) comporte dans la partie avant une barre de torsion (50) sensiblement parallèle à l'axe Y munie au niveau d'une première extrémité latérale (502) d'un dispositif d'attache latérale avant (500) destiné à être fixé à une structure de coque (2) d'un aéronef. - Structure d'ensemble siège (4) selon la revendication 1 , comportant un piétement (7) consistant en une structure de pied (70) solidaire de la barre de torsion (50) dans une moitié de ladite barre de torsion comportant une seconde extrémité latérale (504). - Structure d'ensemble siège (4) selon la revendication 2, dans laquelle la structure de pied (70) comporte au moins deux bielles (72,74) non parallèles pour réaliser au moins deux points d'ancrage sur un plancher (3) de l'aéronef. - Structure d'ensemble siège (4) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la structure d'assise (5) comporte une pluralité de bras de soutien (52) longitudinaux, chaque bras de soutien (52) s'étendant depuis une extrémité avant (520) solidaire de la barre de torsion (50) en direction de la partie arrière de la structure d'assise (5). - Structure d'ensemble siège (4) selon la revendication 4, dans laquelle la structure d'assise (4) comporte dans la partie arrière une traverse arrière (54) sensiblement parallèle à l'axe Y solidaire des bras de soutien (52) et comportant au niveau d'une extrémité latérale (542), située du côté de la première extrémité latérale (502) de la barre de torsion (50), un dispositif d'attache latérale arrière (540) destiné à être solidarisé avec la structure de coque (2) de l'aéronef.
6 - Structure d'ensemble siège (4) selon la revendication 5, dans laquelle une section principale de la traverse arrière (54) est de dimensions inférieures aux dimensions d'une section principale de la barre de torsion (50). 7 - Structure d'ensemble siège (4) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle une section principale de la barre de torsion (50) est de forme circulaire ou polygonale, de dimensions égales ou supérieures à 5 centimètres.
8 - Structure d'ensemble siège (4) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la barre de torsion (50) au moins est réalisée en matériau composite.
9 - Structure d'ensemble siège (4) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la barre de torsion (50) comporte un volume intérieur (506), accessible par une ouverture, adapté à stocker un ou des gilets de sauvetage (9).
10 - Aéronef comportant au moins une structure d'ensemble siège (4) selon les revendications 1 à 9 et un fuselage comportant au moins une structure de coque (2) et un plancher (3), ladite structure de coque comportant des moyens de fixation latérale (26) pour la fixation de l'au moins une structure d'ensemble siège (4).
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