WO2016009075A1 - Structure de linteau pour fuselage d'aeronef et fuselage comportant un tel linteau - Google Patents

Structure de linteau pour fuselage d'aeronef et fuselage comportant un tel linteau Download PDF

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WO2016009075A1
WO2016009075A1 PCT/EP2015/066485 EP2015066485W WO2016009075A1 WO 2016009075 A1 WO2016009075 A1 WO 2016009075A1 EP 2015066485 W EP2015066485 W EP 2015066485W WO 2016009075 A1 WO2016009075 A1 WO 2016009075A1
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WO
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lintel
fuselage
boat
flag
frames
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/066485
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English (en)
Inventor
Hervé DUCOURNAU
Alain PRUDENT
Florian GAUCHET
Original Assignee
Stelia Aerospace
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Publication date
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/068—Fuselage sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
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    • B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
    • B64C1/1407—Doors; surrounding frames
    • B64C1/1461—Structures of doors or surrounding frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
    • B64C1/1476—Canopies; Windscreens or similar transparent elements
    • B64C1/1492—Structure and mounting of the transparent elements in the window or windscreen

Definitions

  • the invention belongs to the field of aircraft structures and more particularly aircraft fuselage structures.
  • the invention relates to a fuselage section structure having openings, such as openings for the placement of portholes in particular.
  • the portholes and emergency exits thus lead for their installation to form in the fuselage openings constituting structural accidents that weaken the structure in particular due to fatigue following pressurization cycles and depressurization of the fuselage of the facts of flights at altitude and thus lead to the realization of reinforcements around each of the openings of porthole or exit.
  • the efforts in the fuselage structure have different origins (flexion of the fuselage, traction compression of the fuselage, torsion of the fuselage, pressurization of the fuselage %) and result in fluxes of forces in the structure of the fuselage which is a structure of the type shell, ie an envelope of a volume mainly hollow.
  • Figure 1 illustrates a known and widely used example of a structure of a fuselage portion of an aircraft.
  • structure 90 it is illustrated, according to a general architecture implemented on many aircraft, a set of frames 91 between which are arranged longitudinal stiffeners or stiffeners 92 and a working fuselage liner 95, often designated fuselage skin.
  • the frames 91 are closed structures determining the shape of the fuselage section in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the fuselage.
  • the longitudinal stiffeners 92 oriented substantially parallel to the longitudinal axis of the fuselage, form with the frames 91 a mesh on which the fuselage liner 95 is fixed. This arrangement makes it possible to give the structure a structural resistance adapted by the choice of materials. and dimensions of the elements and prevent buckling of the coating.
  • the openings 93 for the installation of the desired portholes are arranged between the frames 91 in areas of the fuselage liner 95 without longitudinal stiffeners.
  • the disturbances in the paths of the forces in the structure of the fuselage are limited, because of the continuity of the frames 91 and it is possible to limit the reinforcements of structures, and therefore the mass, to localized zones around each porthole in particular by window frames 94 to compensate for the absence of fuselage coating and longitudinal stiffener at the location of the porthole.
  • window frames must be reported on the fuselage liner which leads to complex assembly operations involving drilling, fixing and sealing mastics.
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a fuselage architecture and a lintel structure which makes it possible to separately optimize the structure of the porthole areas of the structure of the other zones of the fuselage and to decouple the stresses between the pitch of the fuselage frames and not the portholes.
  • the invention relates to an aircraft fuselage whose structure, considered in whole or in part of the fuselage, comprises a flag constituting an upper part of the fuselage, comprises a boat constituting a lower part of the fuselage, and comprises openings. intended for the installation of portholes or exit doors of the fuselage.
  • the fuselage portion may consist of a fuselage section such as may be defined between distant fuselage frames.
  • the flag and the boat form sub-structures of the fuselage assembled together by means of at least one lintel in which is made all or part of the openings for the installation of portholes or doors issues .
  • the at least one lintel comprises:
  • a median zone located between the upper zone and the lower zone, in which the openings are made, and carrying out the transfer of structural forces between the lower zone and the upper zone.
  • the substructure of the boat comprises boat frames, limited to said boat or slightly overflowing the upper edges of the boat, fixed to the at least one lintel in the lower zone of the lintel.
  • the pavilion substructure comprises flag frames, limited to the flag or slightly overhanging the lower flag edges, attached to the at least one lintel in the upper area of the lintel.
  • flag and barque substructures arranged in stiffened shells corresponding to the conventional fuselage structures without the complexity that would be related to the presence of portholes in these substructures, and which may be fixed together, directly or with fishplates, with the interposition of the lintels or lintels.
  • the substructure of the boat further includes an outer working boat shell fixed to the lintel in the lower area of the lintel.
  • the pavilion substructure further includes an operable outer liner attached to the lintel in the upper lintel area.
  • the aircraft fuselage comprises at least two lintels arranged on the section substantially symmetrically with respect to a longitudinal vertical plane of symmetry XZ of the section.
  • each of the lower roof edges is attached to an upper edge of a lintel and each of the upper boat edges is attached to a lower edge of a lintel.
  • the openings arranged in a lintel correspond to openings for a row of portholes. It is thus obtained a lintel of limited height particularly compact.
  • the lintel or lintels have, in section in a plane perpendicular to the longitudinal axis X, a curvature similar to that of the flag and the boat in a connection zone of said flag and said boat with said lintels, or have, in section along the plane perpendicular to the longitudinal axis X, an outer face without curvature.
  • the substructure of the boat comprises boat frames, limited to the boat or slightly overflowing the upper edges of the boat, fixed to the at least one lintel in the lower zone of the lintel
  • the sub-structure of the pavilion comprises flag frames, limited to the flag or slightly overflowing from the lower flag edges, fixed to the at least one lintel in the upper zone of the lintel
  • the pitch of the boat frames is, at least locally for some frames, different from the pitch of the flag frames.
  • the substructure of the boat comprises boat frames, limited to the boat or slightly overflowing the upper edges of the boat, fixed to the at least one lintel in the lower zone of the lintel
  • the sub-structure of the pavilion comprises flag frames, limited to the flag or slightly overflowing from the lower flag edges, fixed to the at least one lintel in the upper zone of the lintel
  • the pitch of the boat frames and or flag frames is, at least locally for some frames, different from a pitch of the porthole openings.
  • At least one of the sections has characteristics among the characteristics exhibited previously for the fuselage so that the fuselage benefits from the invention even by being made by a stub assembly.
  • the invention also relates to an aircraft having a fuselage conforming to the fuselage described so that the aircraft has a simplified construction and a reduced production and operating cost.
  • FIG. 1 illustrates in partial perspective view an example of an aircraft fuselage structure according to the prior art, in an area having openings for portholes, arranged above a cabin floor structure;
  • FIG. 2 illustrates in perspective view an example of a structure of an aircraft fuselage section according to the invention, substantially cylindrical, in an area having openings for portholes and emergency exits;
  • FIG. 3a illustrates in perspective view an inner face of the isolated lintel presented assembled in the structure of the section of Figure 2;
  • FIG. 3b illustrates in a partial perspective view another example of a lintel, presented integrated in a fuselage section structure, in an area having openings only for portholes, and the lintels having no curvature in the plane of the cross section of the section;
  • FIGS. 4a to 4e show a side view, from inside the structure of the section, of various examples of opening forms for portholes permitted by the implementation of a lintel, the passenger seats being illustrated, for some only and in ghosts in Figures 4b to 4e, to appreciate the benefits to the visual comfort of passengers.
  • the X axis corresponds to a longitudinal oriented axis positively forward, the Z axis to a vertical axis pointing positively upwards.
  • the Y axis is perpendicular to the XZ plane and forms a direct trihedron with the X and Z axes.
  • FIG. 2 illustrates in perspective an exemplary structure according to the invention of an aircraft fuselage section 10, in this respect an embodiment of the aircraft fuselages made by an assembly of sections made separately.
  • the fuselage can be achieved by assembling frames, smooth and fuselage panels to directly form the fuselage structure
  • the section 10 shown is cylindrical in shape and of circular section, but it could be of non-cylindrical evolutionary shapes such as for example a fuselage section in a front part or in a rear part of the fuselage of the aircraft and it could also be of non-circular section.
  • the section 10 illustrated in Figure 2 comprises a cabin floor structure 1 1 but is shown without any non-structural functional elements that will be integrated into the aircraft.
  • the section 10 comprises a roof 12 in an upper part of the fuselage, a boat 13 in a lower part of the fuselage and two lintels 20 arranged between said boat and said flag.
  • lintel here designates a portion of the structure of the fuselage section which forms an intermediate structure of structural junction between the roof 12 and the boat 13 and which has openings for installing portholes and or emergency exits.
  • the boat 13 has a curved cross section, here substantially in a circular arc, open towards the top of the fuselage.
  • the boat 13 is assembled by upper boat edges 131 to lower lintel edges 231, a lintel being assembled at each upper boat edge 131.
  • Pavilion 12 also has a curved cross section, here substantially arcuate, open down the fuselage.
  • the horn 12 is joined by lower flag edges 121 to upper lintel edges 221, a lintel being assembled at each lower flag edge 121.
  • the structure of the section 10 is therefore in the illustrated example the result of an assembly of four main subsets:
  • the edges of the roof, the boat and the lintels are shown rectilinear and substantially parallel to the direction of the longitudinal axis 101 and of the axis X.
  • the constraint is that the edges of a lintel coincide during the assembly of the different parts with the edges respectively of the flag and the boat.
  • cross section of the fuselage is symmetrical with respect to a vertical plane XZ.
  • Each of the flag 12 and the boat 13 comprises a conventional fuselage structure, in particular an assembly of flag and boat frames 122, 132 respectively, in this case formed mainly with open frames corresponding only to the section portion. 10 fuselage considered, flag or boat, with longitudinal stiffeners 123, 133 and with an outer coating 124, 134 flag and boat respectively, limited to the fuselage portion corresponding substantially to the flag or boat considered.
  • the frames and outer coatings may be slightly extended beyond the upper edges of the boat or lower flag so as to obtain a covering with a portion of the structure of the lintels for assembly.
  • a particularity of the section, shown in Figure 2 as an example, is that a step frames, distance between two neighboring frames, is different for the frames 122 of the flag and the frames 132 of the boat. This difference in the pace of frames is justified by efforts of different intensities to be taken over by the fuselage.
  • the pitch of the frames 122 of the flag is not constrained by the step 132 frames of the boat, said frames being interrupted at the level lintels, and as a result that the steps of the frames of the boat and flag may be different unlike the case of conventional fuselage structures such as those illustrated in Figure 1 in which the frames are closed within a perimeter of the section of the fuselage.
  • the distribution of frames is two frames 132 barque for a frame 122 flag.
  • the flag frames 122 are not attached directly to the boat frames 132, as in a conventional fuselage, but are each independently attached to the lintels 20.
  • each lintel is designed to take up in a lower zone 23 of said lintel on the side of the lower edge 231 of the lintel the efforts of the boat frames 132 and the boat outer skin 134, to resume in an upper zone 22 on the side of the upper edge 221 of the lintel the efforts of the roof frames 122 and the outer cladding 124 of the roof, and to route the forces between the upper areas 221 of lintel and lower 231 lintel.
  • the structural junction of the frames and outer coatings, a priori coatings working, with the lintels can be achieved by any known assembly process meeting the requirements of quality and strength sought. For example it is implemented for the assembly of reported fasteners and or collages directly between the assembled structures or through splints.
  • the structure of the lintel 20 can therefore be studied and carried out according to the only conditions at the boundaries of the lower edges 231 and 221 of the lintel so that the forces optimally travel in said lintel structure taking into account the openings of the windows and where appropriate issues.
  • Optimizing the structure of a part in terms of loading conditions at the limits is today a common practice for those skilled in the field of structural calculations, for example by the application of methods finite element calculations.
  • An advantage of the fuselage section structure of the invention is the possibility of making the lintels 20 by the implementation of technologies different from those of the boat 13 and or the flag 12.
  • the lintels 20 can be obtained by integral machining of thick plates, for example flat sheets, bent or not to the desired curvature before or after machining. In this case it is possible to obtain complex shapes while limiting the volume of structural parts to be machined.
  • the lintels 20 may be made of composite material by molding and / or forming composite matrix materials formed with thermosetting or thermoplastic resins.
  • the section is in a preliminary study phase cut into a boat 13, a roof 12 and at least one lintel 20 whose assembly forms the structural part of the section 10 and so that the at least one lintel has openings for receiving portholes and or emergency exits and forms an intermediate structure connecting the structure of the flag and the structure of the boat.
  • the structure of the boat 13, the boat frames 132, the longitudinal boat stiffeners 133 and the boat outer cover 134, is studied and defined so as to optimize in isolation said structure of said boat, in particular the sections and the pitch of the frames, as well as that the thicknesses of outer coating, for example to optimize the mass, given the loading cases of the structure of the boat as substructure of the section.
  • roof frames 122, longitudinal stiffeners 123 and pavilion exterior cladding 124 is studied and defined so as to optimize in isolation said structure of said roof, in a manner similar to the structure of the boat. keeping the loading cases of the pavilion structure as substructure of the section.
  • the structure of the at least one lintel is studied and calculated to achieve the transfer of forces between the flag and the boat and to incorporate reinforcements taking into account the openings in the structure.
  • the pitch of the frames, both that of the boat and that of the flag, can thus be considered independently for the boat part and the flag part of the section and independently of the arrangement of the portholes and emergency exits which are located in the lintels.
  • the pitch of the frames is adapted and optimized according to the design constraints specific to each substructure and is in practice different, at least in certain areas of the section for the boat and the flag. It can, if necessary, be adapted in the same substructure so that the pitch of the frames varies, not illustrated, as a function of the position along the longitudinal axis on the substructure under consideration, to take into account structural constraints. which generally vary according to a length of the substructure considered.
  • the flag 12 and the boat 13 are made by an assembly of frames and longitudinal stiffeners forming a mesh on which is reported the coating.
  • the lintel or lintels are made integrally by machining or assembly of machined elements and or parts of composite material.
  • FIG. 3a illustrates an example of lintel 20 isolated from the example of the fuselage section 10 illustrated in FIG. 2.
  • the upper edges 221 and lower 232 of the lintel are substantially rectilinear and determine a longitudinal direction of the lintel substantially parallel to the longitudinal direction 101 of the fuselage when said lintel is integrated in a fuselage section.
  • the lintel 30 also has window openings 24 located at the desired locations for the windows and in the example shown also comprises a door opening 25 for emergency exit corresponding to a door of reduced height but which in the illustrated example determines a height of the lintel.
  • Figure 3a illustrates the height of the lintel
  • a median zone 26 located between said upper zone and said lower zone.
  • the middle zone 26 corresponds to a portion of the lintel 20 in which the window openings 24 are made, separated from the upper edge 221 of the lintel by the upper zone 22 and separated from the lower edge 231 of the lintel by the lower zone 23.
  • structural reinforcements of said upper zone are arranged to take up concentrated loads and / or distributed at known locations of the upper edge 221 of the lintel and transmit said charges in the middle zone 26 of lintel.
  • structural reinforcements of said lower zone are arranged to take up concentrated loads and / or distributed at known locations of the lower edge 231 of the lintel and transmit said loads in the middle zone 26 of lintel.
  • the median zone 26 comprises the porthole openings 24 and carries 25, structural elements of said central zone being arranged to ensure the flow of forces around said openings and to ensure the continuity of the flow of forces between the lower zone 23 and the zone superior 22.
  • the lintel 20 illustrated in FIG. 3b shows an example of a lintel comprising only window openings 24. This results in a lintel with a reduced overall height compared to the case illustrated in FIG. 3a and therefore less complex and less expensive to produce. .
  • an outer face of the lintel 20 has no curvature in the transverse plane YZ and does not follow the curvature overall cross-sections of the fuselage.
  • This shape not only allows for a simpler realization of the lintel but also to improve the comfort of the cabin by moving upward the cab cabin width decrease due to the curvature of the frames.
  • any door openings 25 are preferably provided by specific structures, separate from the lintel structures incorporating window openings.
  • FIG. 3b also illustrates an exemplary embodiment of a section 10 in which the flag frames 122 and the boat frames 132 distributed in different steps and differently from the example illustrated in FIG. 2.
  • FIG. the distribution of frames is three frames 132 boat for two frames 122 flag.
  • the pitch of the portholes is constant and the shape of the portholes is unique, but that in a form not shown, it is possible thanks to the invention, due to the unnecessary correlation between the positions of the frames and the positions of the portholes, to achieve a fuselage having portholes arranged with different steps and or having different shapes or sizes.
  • Such a possibility allows for example to achieve steps or different dimensions or shapes of portholes for different areas of the fuselage must for example correspond to more or less luxurious cabins.
  • Figures 4a, 4b, 4c, 4d and 4e show examples of lintel structures incorporating portholes of various shapes, said openings being illustrated with passenger seats positions.
  • FIG. 4a illustrates an example of porthole openings of relatively small dimensions and of conventional shapes which gives the possibility of arranging two portholes at each seat, giving the passenger an enlarged view of the exterior despite the reduced dimensions of the portholes.
  • This embodiment also leads to a near continuity between the portholes along the fuselage which allows to change the pitch of the seats in a cabin layout without a passenger is in a "blind" area.
  • Figure 4b illustrates a case of openings for placing diamond-shaped portholes with an extension in the longitudinal direction which gives the passenger at the window a relatively unknown panoramic view of conventional windows both horizontally and vertically.
  • Figure 4c illustrates a case of openings for placing rectangular portholes with the long side oriented along the longitudinal axis. Such an arrangement has the advantages of a panoramic view at least horizontally and presently.
  • Figure 4d illustrates another form for placing triangular portholes.
  • the direction of the portholes is alternated so as to provide a quasi-continuity of the opening in the fuselage while allowing inclined structural reinforcements passing between the openings.
  • Figure 4e illustrates a form of irregular openings which allows the mounting of large portholes adapted to cover a wide field of view for a passenger sitting near such a porthole.
  • the lintels 20 are made as stiffened structures whose stiffeners or ribs are sized and oriented to transfer the charges between the upper zones 22 and lower 23 lintels by taking design precautions to avoid a level of excessive stress especially near openings.
  • the shapes and dimensions of the various constituent elements of the fuselage structure may be different from those given as examples.
  • a fuselage may be provided on one or on each of its sides with two or more lintels, for example to incorporate rows of portholes superimposed of a fuselage with several bridges.
  • the invention thus makes it possible to obtain an aircraft fuselage whose structure is simplified by a specialization of the parts of the fuselage which frees the designer from constraints specific to each of the parts.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Abstract

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

Description

STRUCTURE DE LINTEAU POUR FUSELAGE D'AERONEF ET FUSELAGE COMPORTANT UN TEL LINTEAU
L'invention appartient au domaine des structures d'aéronef et plus particulièrement des structures de fuselages d'aéronef.
Plus particulièrement l'invention concerne une structure de tronçon de fuselage comportant des ouvertures, telles que des ouvertures pour le placement de hublots en particulier.
Dans le domaine des aéronefs, en particulier pour le transport de passagers, il est d'usage de prévoir des hublots dans les parois de la cabine passagers de sorte que ces derniers puissent voir au cours d'un vol l'extérieur de l'aéronef dans lequel ils sont et de prévoir des issues de secours pour les cas d'évacuations d'urgence.
Les hublots et issues de secours conduisent donc pour leur installation à former dans le fuselage des ouvertures constituant des accidents de structure qui fragilisent la structure en particulier en raison de la fatigue consécutive aux cycles de pressurisation et dépressurisation du fuselage du faits des vols en altitude et conduisent donc à la réalisation de renforts autour de chacune des ouvertures de hublot ou d'issue.
S'il a été envisagé de supprimer les hublots comme solution à ces inconvénients, cette solution n'a jamais été appliquée en raison principalement des aspects psychologiques qu'elle soulève et des risques de claustrophobie pour les passagers.
Les avions modernes de transport de passagers comportent donc tous des hublots de fuselage et les concepteurs d'aéronefs doivent prendre en compte les contraintes d'installation de ces hublots.
En particulier, malgré la présence de l'accident de structure correspondant à l'emplacement d'un hublot ou d'une issue, il doit être assuré la continuité dans le passage des efforts dans la structure du fuselage.
Les efforts dans la structure du fuselage ont différentes origines (flexion du fuselage, traction compression du fuselage, torsion du fuselage, pressurisation du fuselage...) et se traduisent par des flux de forces dans la structure du fuselage qui est une structure du type coque, c'est à dire une enveloppe d'un volume principalement creux.
La figure 1 illustre un exemple connu et largement utilisé d'une structure d'une partie de fuselage d'un aéronef. Dans cette vue partielle de la structure 90, il est illustré, suivant une architecture générale mise en œuvre sur de nombreux aéronefs, un ensemble de cadres 91 entre lesquels sont agencés des lisses ou raidisseurs longitudinaux 92 et un revêtement de fuselage 95 travaillant, souvent désigné peau de fuselage.
Les cadres 91 sont des structures fermées déterminant la forme de la section du fuselage suivant un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du fuselage.
Les raidisseurs longitudinaux 92, orientés sensiblement parallèles à l'axe longitudinal du fuselage, forment avec les cadres 91 un maillage sur lequel est fixé le revêtement de fuselage 95. Cet agencement permet de donner à la structure une résistance structurale adaptée par le choix des matériaux et des dimensions des éléments et de prévenir le flambage du revêtement.
Comme illustré, les ouvertures 93 pour l'installation des hublots souhaités sont agencées entre les cadres 91 dans des zones du revêtement de fuselage 95 dépourvues de raidisseurs longitudinaux.
Suivant cette forme de réalisation, les perturbations dans les cheminements des efforts dans la structure du fuselage sont limitées, du fait de la continuité des cadres 91 et il est possible de limiter les renforcements de structures, et donc la masse, à des zones localisées autour de chaque hublot en particulier par des encadrements 94 de hublot pour compenser l'absence de revêtement de fuselage et de raidisseur longitudinal à l'emplacement du hublot.
Cependant les encadrements de hublot doivent être rapportés sur le revêtement de fuselage ce qui conduit à des opérations d'assemblage complexes mettant en œuvre des perçages, la pose de fixation et de mastics d'étanchéité.
Il est également connu de la demande de brevet EP 2106364 de réaliser des encadrements de hublot intégrés aux cadres du fuselage. Dans cette solution, afin d'assurer un cheminement continu des efforts, un cadre est agencé dans l'axe d'un hublot au niveau duquel le cadre se sépare dans son plan en deux parties suivant une forme en Y. Cette solution, si elle permet d'obtenir un bon cheminement des efforts dans le cadre autour du hublot conduit à un cadre plus complexe à réaliser et à assembler qu'un cadre conventionnel et nécessite en conception de prendre en compte des analyses de sûreté compte tenu de l'impact de la fatigue structurale induite par le hublot sur la structure du cadre lui même.
Ces solutions connues présentent en outre l'inconvénient de générer une contrainte forte entre les distances de séparation entre les hublots et le pas des cadres, un hublot devant toujours être placé en deux cadres de fuselage ou dans l'axe d'un cadre.
Le plus souvent le pas des cadres est fixé, et alors le pas des hublots est imposé même s'il ne répond pas à un optimum en terme d'aménagement de cabine dans le fuselage.
Si le pas des hublots était fixé a priori, le pas des cadres serait imposé, même ne répondant pas à un optimum en terme de réalisation de la structure du fuselage.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant une architecture de fuselage et une structure linteau qui permet d'optimiser séparément la structure des zones de hublots de la structure des autres zones du fuselage et de découpler les contraintes entre le pas des cadres de fuselage et le pas des hublots.
A cette fin, l'invention concerne un fuselage d'aéronef dont une structure, considérée en tout ou en partie de fuselage, comporte un pavillon constituant une partie supérieure du fuselage, comporte une barque constituant une partie inférieure du fuselage, et comporte des ouvertures destinées à l'installation de hublots ou de portes d'issues du fuselage. La partie de fuselage peut consister en un tronçon de fuselage tel qu'il peut être défini entre des cadres de fuselage distants.
En outre, le pavillon et la barque forment des sous-structures du fuselage assemblées entre elles par l'intermédiaire d'au moins un linteau dans lequel est réalisé tout ou partie des ouvertures destinées à l'installation de hublots ou de portes d'issues.
Il est ainsi obtenu un fuselage ou tronçon de fuselage résultant d'un assemblage de parties distinctes, chacune des parties correspondant à une sous-structure homogène soumise à des contraintes propres et qui peut être réalisée de manière optimale avec un impact minimal de sa conception par les autres sous-structures.
Dans une forme de réalisation, l'au moins un linteau comporte :
- une zone inférieure, à laquelle est fixée la barque, par un bord supérieur de barque, au niveau d'un bord inférieur de linteau, et reprenant des efforts de la structure de la barque ;
- une zone supérieure, à laquelle est fixée le pavillon, par un bord inférieur de pavillon, au niveau d'un bord supérieur de linteau, et reprenant des efforts de la structure du pavillon ;
- une zone médiane, située entre la zone supérieure et la zone inférieure, dans laquelle sont réalisées les ouvertures, et réalisant le transfert des efforts structuraux entre la zone inférieure et la zone supérieure.
Suivant cet agencement, il est obtenu une structure de linteau adaptée à la transmission des efforts de et vers le pavillon et de et vers la barque.
Dans une forme de réalisation, la sous-structure de la barque comporte des cadres de barque, limités à ladite barque ou faiblement débordant des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau dans la zone inférieure du linteau.
Dans une forme de réalisation, la sous-structure du pavillon comporte des cadres de pavillon, limités au pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau dans la zone supérieure du linteau.
Suivant ces formes de réalisation, il est obtenu des sous-structures de pavillon et ou de barque agencées en coques raidies correspondant aux structures de fuselage conventionnel, sans la complexité qui serait liée à la présence de hublots dans ces sous-structures, et pouvant être fixées entre elles, directement ou avec des éclisses, avec l'interposition du ou des linteaux.
Dans une forme de réalisation, la sous-structure de la barque comporte en outre un revêtement extérieur de barque travaillant fixé au linteau dans la zone inférieure du linteau.
Dans une forme de réalisation, la sous-structure du pavillon comporte en outre un revêtement extérieur de pavillon travaillant fixé au linteau dans la zone supérieure du linteau.
Ainsi dans les sous-structures de pavillon et ou de barque, lorsqu'il est mis en œuvre des revêtements travaillant les efforts dans les revêtements travaillant sont transférés vers le ou les linteaux sans augmenter la charge dans les raidisseurs.
Dans une forme de réalisation, le fuselage d'aéronef comporte au moins deux linteaux agencés sur le tronçon de manière sensiblement symétrique par rapport à un plan de symétrie vertical longitudinal XZ du tronçon. Dans cette configuration, chacun des bords inférieurs de pavillon est fixés à un bord supérieur d'un linteau et chacun des bords supérieurs de barque est fixés à un bord inférieur d'un linteau.
Il est dans ce cas obtenu un fuselage sensiblement symétrique sur le plan structural et dans lequel les hublots peuvent être répartis de manière sensiblement symétrique également.
Dans une forme de réalisation, les ouvertures agencées dans un linteau correspondent à des ouvertures pour une rangée de hublots. Il est ainsi obtenu un linteau de hauteur limitée particulièrement compact.
Suivant des formes de réalisation alternative, le ou les linteaux présentent, en section dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une courbure similaires à celle du pavillon et de la barque dans une zone de raccordement dudit pavillon et de ladite barque avec lesdits linteaux, ou présentent, en section suivant le plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une face extérieure sans courbure.
II est ainsi possible d'assurer une continuité des formes externes du fuselage, en particulier lorsque les rayons de courbures du pavillon et de la barque sont relativement petit en regard de la hauteur des linteaux, ou au contraire de renoncer à cette continuité lorsque cette dernière n'est pas critique pour simplifier la réalisation des linteaux.
Dans une forme de réalisation du fuselage d'aéronef, lorsque la sous-structure de la barque comporte des cadres de barque, limités à la barque ou faiblement débordant des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau dans la zone inférieure du linteau, et lorsque la sous-structure du pavillon comporte des cadres de pavillon, limités au pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau dans la zone supérieure du linteau, le pas des cadres de barque est, au moins localement pour certains cadres, différent du pas des cadres de pavillon.
Il est ainsi optimisé le pas des cadres dans la sous-structure de la barque et indépendamment dans la sous-structure du pavillon.
Dans une forme de réalisation du fuselage d'aéronef, lorsque la sous-structure de la barque comporte des cadres de barque, limités à la barque ou faiblement débordant des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau dans la zone inférieure du linteau, et lorsque la sous-structure du pavillon comporte des cadres de pavillon, limités au pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à l'au moins un linteau dans la zone supérieure du linteau, le pas des cadres de barque et ou des cadres de pavillon est, au moins localement pour certains cadres, différent d'un pas des ouvertures de hublot.
Il est ainsi optimisé le pas des cadres dans la sous-structure de la barque et dans la sous-structure du pavillon indépendamment de l'agencement des hublots.
Lorsque le fuselage d'aéronef résulte d'un assemblage de tronçons, au moins un des tronçons comporte des caractéristiques parmi les caractéristiques exposées précédemment pour le fuselage de sorte que le fuselage bénéficie des avantages de l'invention même en étant réalisé par un assemblage de tronçon.
L'invention concerne également un aéronef comportant un fuselage conforme au fuselage décrit de sorte que l'avion bénéficie d'une construction simplifiée et d'un coût de production et d'exploitation réduit.
La description et les dessins d'un mode particulier de réalisation de l'invention, permettront de mieux comprendre les buts et avantages de l'invention. Il est clair que cette description détaillée est donnée à titre d'exemple, et n'a pas de caractère limitatif.
Dans les dessins :
- la figure 1 , déjà citée, illustre en vue perspective partielle un exemple de structure de fuselage d'aéronef suivant l'art antérieur, dans une zone comportant des ouvertures pour hublots, agencés au-dessus d'une structure de plancher de cabine ;
- la figure 2 illustre en vue perspective un exemple de structure d'un tronçon de fuselage d'aéronef suivant l'invention, sensiblement cylindrique, dans une zone comportant des ouvertures pour des hublots et des issues de secours ;
- la figure 3a illustre en vue perspective une face intérieure du linteau isolé présenté assemblé dans la structure du tronçon de la figure 2 ;
- la figure 3b illustre en vue perspective partielle un autre exemple de linteau, présenté intégré dans une structure de tronçon de fuselage, dans une zone ne comportant des ouvertures que pour des hublots, et le linteaux ne présentant pas de courbure dans le plan de la section transversale du tronçon ;
- les figures 4a à 4e illustrent en vue de côté depuis l'intérieur de la structure du tronçon différents exemples de formes d'ouvertures pour hublots permises par la mise en œuvre d'un linteau, les sièges pour passager étant illustrés, pour certains seulement et en fantômes sur les figures 4b à 4e, pour apprécier les avantages apportés au confort visuel des passagers.
Sur les différentes figures des éléments similaires assurant des fonctions similaires portent le même repère y compris lorsqu'ils sont différents dans leurs formes.
Il sera utilisé autant que de besoin un repère X, Y, Z pour des axes longitudinaux, transversaux et verticaux du tronçon. L'axe X correspond à un axe longitudinal orienté positivement vers l'avant, l'axe Z à un axe vertical orienté positivement vers le haut. L'axe Y est perpendiculaire au plan XZ et forme un trièdre direct avec les axes X et Z.
La figure 2 illustre en perspective un exemple de structure suivant l'invention d'un tronçon 10 de fuselage d'aéronef suivant en cela une forme de réalisation des fuselages d'aéronefs réalisés par un assemblage de tronçons réalisés séparément.
La structure qui est décrite dans le cadre de l'invention pour un tronçon s'applique cependant à un fuselage sans que celui-ci résulte nécessairement d'un assemblage de plusieurs tronçons.
Par exemple le fuselage peut être réalisé par l'assemblage de cadres, lisses et panneaux de fuselage pour former directement la structure du fuselage
Le tronçon 10 représenté est de forme cylindrique et de section circulaire, mais il pourrait être de formes évolutives non cylindrique comme par exemple un tronçon de fuselage dans une partie avant ou dans une partie arrière du fuselage de l'aéronef et il pourrait également être de section non circulaire.
Le tronçon 10 illustré sur la figure 2 comporte une structure de plancher cabine 1 1 mais est représenté dépourvu de tous les éléments fonctionnels non structuraux qui lui seront intégrés dans l'aéronef.
II sera considéré un axe longitudinal 101 du fuselage dont la direction est sensiblement celle des génératrices des parties cylindriques et qui correspond à la direction de l'axe X.
Le tronçon 10 comporte un pavillon 12 dans une partie supérieure du fuselage, une barque 13 dans une partie inférieure du fuselage et deux linteaux 20 agencés entre ladite barque et ledit pavillon.
Le terme linteau désigne ici une partie de la structure du tronçon de fuselage qui forme une structure intermédiaire de jonction structurale entre le pavillon 12 et la barque 13 et qui comporte des ouvertures destinées à installer des hublots et ou des issues de secours.
La barque 13 présente une section transversale courbe, ici sensiblement en arc de cercle, ouverte vers le haut du fuselage. La barque 13 est assemblée par des bords supérieurs 131 de barque à des bords inférieurs 231 de linteau, un linteau étant assemblé au niveau de chaque bord supérieur 131 de barque.
Le pavillon 12 présente également une section transversale courbe, ici sensiblement en arc de cercle, ouverte vers le bas du fuselage. Le pavillon 12 est assemblé par des bords inférieurs 121 de pavillon à des bords supérieurs 221 de linteau, un linteau étant assemblé au niveau de chaque bord inférieur 121 de pavillon. La structure du tronçon 10 est donc dans l'exemple illustré le résultat d'un assemblage de quatre sous-ensembles principaux :
le pavillon 12 en partie supérieure ;
la barque 13 en partie intérieure ;
les deux linteaux 20 en parties latérales réalisant des jonctions structurales entre le pavillon et la barque au niveau de chacun des bords dudit pavillon et de ladite barque.
Dans l'exemple de réalisation illustré de la figure 2, les bords du pavillon, de la barque et des linteaux sont représentés rectilignes et sensiblement parallèles à la direction de l'axe longitudinal 101 et de l'axe X. Une telle configuration n'est cependant pas obligatoire, la contrainte étant que les bords d'un linteau coïncident lors de l'assemblage des différentes parties avec les bords respectivement du pavillon et de la barque.
Il n'est pas obligatoire non plus que la section transversale du fuselage soit symétrique par rapport à un plan vertical XZ.
Chacun du pavillon 12 et de la barque 13 comporte une structure conventionnelle de fuselage, en particulier un assemblage de cadres 122, 132 de pavillon et de barque respectivement, dans ce cas formée principalement avec des cadres ouverts ne correspondant qu'à la partie de tronçon 10 de fuselage considérée, pavillon ou barque, avec des raidisseurs longitudinaux 123, 133 et avec un revêtement extérieur 124, 134 de pavillon et de barque respectivement, limité à la partie de fuselage correspondant sensiblement au pavillon ou à la barque considéré.
En pratique les cadres et revêtements extérieurs peuvent être légèrement étendus au delà des bords supérieurs de barque ou inférieurs de pavillon de sorte à obtenir un recouvrement avec une partie de la structure des linteaux à des fins d'assemblage.
Une particularité du tronçon, visible sur la figure 2 à titre d'exemple, tient en ce qu'un pas des cadres, distance entre deux cadres voisins, est différent pour les cadres 122 du pavillon et pour les cadres 132 de la barque. Cette différence du pas des cadres est justifiée par des efforts d'intensités différentes devant être repris par le fuselage.
Comme il sera mieux compris de la suite de la description détaillée de l'exemple, il doit être noté que le pas des cadres 122 du pavillon n'est pas contraint par le pas des cadres 132 de la barque, lesdits cadres étant interrompus au niveau des linteaux, et qu'il en résulte que les pas des cadres de la barque et du pavillon peuvent être différents contrairement au cas des structures de fuselage conventionnelles comme celles illustrées sur la figure 1 dans lesquelles les cadres sont fermés suivant un périmètre de la section du fuselage.
Dans cet exemple de réalisation de la figure 2, la répartition des cadres est de deux cadres 132 de barque pour un cadre 122 de pavillon.
Dans le fuselage 10 de l'invention, les cadres 122 de pavillon ne sont pas fixés directement aux cadres 132 de barque, comme dans un fuselage conventionnel, mais sont fixés chacun et indépendamment aux linteaux 20.
Pour rendre possible cette architecture de structure du tronçon de fuselage, chaque linteau est conçu pour reprendre dans une zone inférieure 23 dudit linteau du côté du bord inférieur 231 de linteau les efforts des cadres 132 de barque et du revêtement extérieur 134 de barque, pour reprendre dans une zone supérieure 22 du côté du bord supérieur 221 de linteau les efforts des cadres 122 de pavillon et du revêtement extérieur 124 de pavillon, et pour faire cheminer les efforts entre les zones supérieure 221 de linteau et inférieure 231 de linteau.
La jonction structurale des cadres et des revêtements extérieurs, a priori des revêtements travaillant, avec les linteaux peuvent être réalisés suivant tout procédé d'assemblage connu répondant aux exigences de qualité et de résistance recherchées. Par exemple il est mis en œuvre pour l'assemblage des fixations rapportées et ou des collages directement entre les structures assemblées ou par l'intermédiaire d'éclisses.
La structure du linteau 20 peut donc être étudiée et réalisée en fonction des seules conditions aux limites des bords inférieur 231 et supérieur 221 de linteau de sorte que les efforts cheminent de manière optimale dans ladite structure de linteau en prenant en compte les ouvertures des hublots et le cas échéant d'issues.
L'optimisation de la structure d'une pièce en fonctions de conditions de chargement aux limites est aujourd'hui d'une pratique courante pour l'homme du métier dans le domaine des calculs des structures, par exemple par l'application de méthodes de calculs par éléments finis.
Un avantage de la structure de tronçon 10 de fuselage de l'invention est la possibilité de réaliser les linteaux 20 par la mise en œuvre de technologies différentes de celles de la barque 13 et ou du pavillon 12.
Par exemple les linteaux 20 peuvent être obtenus par usinage intégral de tôles épaisses, par exemple de tôles planes, cintrées ou non à la courbure voulue avant ou après usinage. Dans ce cas il est possible d'obtenir des formes complexes tout en limitant le volume de pièces structurales à usiner.
Par exemple les linteaux 20 peuvent être réalisés en matériau composite par moulage et ou formage de matériaux composites à matrices formées avec des résines thermodurcissables ou thermoplastiques.
Pour réaliser un tronçon 10 de fuselage suivant l'invention, le tronçon est dans une phase d'études préalable découpé en une barque 13, un pavillon 12 et au moins un linteau 20 dont l'assemblage forme la partie structurale du tronçon 10 et de sorte que l'au moins un linteau comporte des ouvertures destinées à recevoir des hublots et ou des issues de secours et forme une structure intermédiaire de liaison entre la structure du pavillon et la structure de la barque.
La structure de la barque 13, cadres 132 de barque, raidisseurs longitudinaux 133 de barque et revêtement extérieur 134 de barque, est étudiée et définie de sorte à optimiser isolément ladite structure de ladite barque, en particulier les sections et le pas des cadres, ainsi que les épaisseurs de revêtement extérieur, par exemple pour optimiser la masse, compte tenu des cas de chargement de la structure de la barque en tant que sous-structure du tronçon.
De même, la structure du pavillon 12, cadres 122 de pavillon, raidisseurs longitudinaux 123 et revêtement extérieur 124 de pavillon, est étudiée et définie de sorte à optimiser isolément ladite structure du dit pavillon, de manière similaire à la structure de la barque, compte tenu des cas de chargement de la structure du pavillon en tant que sous-structure du tronçon.
Enfin la structure de l'au moins un linteau est étudiée et calculée pour réaliser le transfert des efforts entre le pavillon et la barque et pour incorporer des renforts prenant en compte les ouvertures dans la structure. Le pas des cadres, tant celui de la barque que celui du pavillon, peut être ainsi considéré indépendamment pour la partie barque et la partie pavillon du tronçon et indépendamment de l'agencement des hublots et issues de secours qui sont localisés dans les linteaux.
II en résulte que le pas des cadres est adapté et optimisé en fonction des contraintes de dimensionnement propres à chaque sous-structure et est en pratique différent, au moins dans certaines zones du tronçon pour la barque et pour le pavillon. Il peut le cas échéant être adapté dans une même sous-structure de sorte que le pas des cadres varie, cas non illustré, en fonction de la position suivant l'axe longitudinal sur la sous-structure considéré, pour prendre en considération des contraintes structurales qui varient généralement suivant une longueur de la sous-structure considérée.
Cette situation est d'autant plus avantageusement prise en compte dans le fuselage de l'invention que le pas des hublots est le plus souvent constant. Les sous-structures de la structure du tronçon 10, pavillon, barque et linteaux, ainsi définies sont alors réalisées séparément par la mise en œuvre de techniques de fabrication adaptées à chacune des sous-structures.
Par exemple le pavillon 12 et la barque 13 sont réalisés par un assemblage de cadres et de raidisseurs longitudinaux formant un maillage sur lequel est rapporté le revêtement.
Par exemple le ou les linteaux sont réalisés de manière intégrale par usinage ou par assemblage d'éléments usinés et ou de pièces en matériau composite.
La figure 3a illustre un exemple de linteau 20 isolé de l'exemple du tronçon 10 de fuselage illustré sur la figure 2.
Les bords supérieur 221 et inférieur 232 de linteau sont sensiblement rectilignes et déterminent une direction longitudinale du linteau sensiblement parallèle à la direction longitudinale 101 du fuselage lorsque ledit linteau est intégré dans un tronçon de fuselage.
Le linteau 30 comporte également des ouvertures 24 de hublot situées aux emplacements souhaités pour les hublots et dans l'exemple illustré comporte également une ouverture de porte 25 pour issue de secours correspondant à une porte de hauteur réduite mais qui dans l'exemple illustré détermine une hauteur du linteau. La figure 3a illustre suivant la hauteur du linteau
la zone inférieure 23 ;
la zone supérieure 22 ;
une zone médiane 26 située entre la dite zone supérieure et la dite zone inférieure.
La zone médiane 26 correspond à une partie du linteau 20 dans laquelle sont réalisées les ouvertures 24 de hublot, séparée du bord supérieur 221 de linteau par la zone supérieure 22 et en étant séparée du bord inférieure 231 de linteau par la zone inférieure 23.
Suivant une structure caractéristique de la zone supérieure 22, des renforts structuraux de la dite zone supérieure sont agencés pour reprendre des charges concentrées et/ou réparties en des emplacements connus du bord supérieur 221 de linteau et transmettre les dites charges dans la zone médiane 26 de linteau.
De manière similaire, suivant une structure caractéristique de la zone inférieure 23, des renforts structuraux de la dite zone inférieure sont agencés pour reprendre des charges concentrées et/ou réparties en des emplacements connus du bord inférieur 231 de linteau et transmettre les dites charges dans la zone médiane 26 de linteau.
La zone médiane 26 comporte les ouvertures de hublot 24 et porte 25, des éléments structuraux de ladite zone médiane étant agencés pour assurer le cheminement des efforts autour des dites ouvertures et assurer la continuité des flux d'efforts entre la zone inférieure 23 et la zone supérieure 22.
Dans l'exemple de linteau 20 illustré sur la figure 3a la présence d'une ouverture de porte 25 intégrée dans ledit linteau, d'une hauteur supérieure à celles des ouverture de hublot 24, détermine une hauteur de la zone médiane 26 dudit linteau et donc une hauteur totale dudit linteau.
Le linteau 20 illustré sur la figure 3b, présente un exemple de linteau ne comportant que des ouvertures de hublot 24. Il en résulte un linteau de hauteur totale réduite par rapport au cas illustré sur la figure 3a et donc moins complexe et moins coûteux à réaliser.
En outre, dans cet exemple de réalisation, une face extérieure du linteau 20 ne présente pas de courbure dans le plan transversal YZ et ne suit pas la courbure d'ensemble des sections transversales du fuselage.
Cette forme est possible sans pénalité sensible de structure en raison de la possibilité d'adapter la structure pour donner au linteau la rigidité nécessaire.
Cette forme permet non seulement une réalisation plus simple du linteau mais également d'améliorer le confort de la cabine en éloignant vers le haut de la cabine la diminution de largeur de cabine due à la courbure des cadres.
Dans cette forme de réalisation les éventuelles ouvertures de porte 25 sont de préférence assurées par des structures spécifiques, séparées des structures de linteaux intégrant des ouvertures de hublot.
La figure 3b illustre également un exemple de réalisation d'un tronçon 10 dans lequel les cadres 122 de pavillon et les cadres 132 de barque répartis suivant des pas différents et différemment de l'exemple illustré sur la figure 2. Dans cet exemple de réalisation, la répartition des cadres est de trois cadres 132 de barque pour deux cadres 122 de pavillon.
II doit être noté que dans les exemples illustrés sur les figures 2, 3a et 3b, le pas des hublots est constant et la forme des hublots est unique, mais que, dans une forme non illustrées, il est possible grâce à l'invention, du fait de la non nécessaire corrélation entre les positions des cadres et les positions des hublots, de réaliser un fuselage comportant des hublots agencés avec différents pas et ou présentant des formes ou dimensions différentes. Une telle possibilité permet par exemple de réaliser des pas ou des dimensions ou des formes de hublots différents pour différentes zones du fuselage devant par exemple correspondre à des cabines plus ou moins luxueuses.
Les figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e montrent des exemples de structures linteau incorporant des ouvertures de hublot de formes variées, les dites ouvertures étant illustrées avec des positions de sièges 30 de passager.
Sur les figures 4a à 4e les sièges ne sont représentés que de manière simplifiée pour illustrer la position de passagers en position assis.
La possibilité de réaliser des ouvertures de dimensions d'ouvertures pour les hublots plus importantes en nombre, en largeur et ou en hauteur et de placer les dites ouvertures en fonction des positions probables des sièges apporte un confort augmenté aux passagers en lui apportant une vision améliorée du monde extérieur à l'aéronef.
La figure 4a illustre un exemple d'ouvertures pour hublot de relativement petites dimensions et de formes conventionnelles qui donne la possibilité d'agencer deux hublots au niveau de chacun des sièges, donnant au passager une vue élargie sur l'extérieur malgré les dimensions réduites des hublots. Cette forme de réalisation conduit également à une quasi continuité entre les hublots le long du fuselage ce qui permet de modifier le pas des sièges dans un aménagement de cabine sans qu'un passager se trouve dans une zone « aveugle ».
La figure 4b illustre un cas d'ouvertures pour placer des hublots de forme losange avec une extension suivant la direction longitudinale qui donne au passager se trouvant au niveau du hublot une vision relativement panoramique inconnue des hublots conventionnels tant horizontalement que verticalement.
La figure 4c illustre un cas d'ouvertures pour placer des hublots rectangulaires avec le grand côté orienté suivant l'axe longitudinal. Un tel agencement présente les avantages d'une vision panoramique au moins horizontalement et présente.
La figure 4d illustre une autre forme pour placer des hublots triangulaires. Dans cet exemple, le sens des hublots est alterné de sorte à offrir une quasi-continuité de l'ouverture dans le fuselage tout en permettant des renforts structuraux inclinés passant entre les ouvertures.
La figure 4e illustre une forme d'ouvertures irrégulières qui permet le montage de hublots de grandes dimensions adaptés pour couvrir un large champ visuel pour un passager assis à proximité d'un tel hublot.
Dans les différentes formes de réalisations, les linteaux 20 sont réalisés comme des structures raidies dont des raidisseurs ou nervures sont dimensionnés et orientés pour transférer les charges entre les zones supérieures 22 et inférieures 23 des linteaux en prenant les précautions de conceptions pour éviter un niveau de contraintes excessif en particulier à proximité des ouvertures.
Les solutions décrites peuvent présenter des variantes sans se démarquer de la présente invention.
Ainsi les formes et les dimensions des différents éléments constitutifs de la structure du fuselage peuvent être différents de ceux donnés en exemple.
En particulier, bien que décrit dans le cas d'un tronçon de fuselage sensiblement cylindrique, destiné à être intégré dans un fuselage, les principes sur lesquels se fonde l'invention peuvent être appliqués sur des tronçons de fuselage non cylindrique et peuvent également être appliqués dans une structure de fuselage sans que celui-ci soit réalisé par un assemblage de tronçon.
En particulier les formes des ouvertures de hublots ou d'issues, les agencements et répartitions des cadres peuvent être différents des formes illustrées.
Dans une forme non illustrée, un fuselage peut être pourvu sur un ou sur chacun de ses côtés de deux ou plus linteaux, par exemple pour incorporer des rangées de hublots superposés d'un fuselage à plusieurs ponts.
L'invention permet ainsi d'obtenir un fuselage d'aéronef dont la structure est simplifiée par une spécialisation des parties du fuselage qui libère le concepteur de contraintes propres à chacune des parties.
Il en résulte une structure allégée et des possibilités élargies de conceptions, en particulier pour la réalisation des ouvertures de hublots dans les parois du fuselage.

Claims

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