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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
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creux.
La figure 1 illustre un exemple connu et largement utilisé d'une structure
d'une
partie de fuselage d'un aéronef. Dans cette vue partielle de la structure 90,
il est illustré,
suivant une architecture générale mise en oeuvre sur de nombreux aéronefs, un
ensemble de cadres 91 entre lesquels sont agencés des lisses ou raidisseurs
longitudinaux 92 et un revêtement de fuselage 95 travaillant, souvent désigné
peau de
fuselage.
Les cadres 91 sont des structures fermées déterminant la forme de la section
du
fuselage suivant un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du fuselage.
Les raidisseurs longitudinaux 92, orientés sensiblement parallèles à l'axe
longitudinal du fuselage, forment avec les cadres 91 un maillage sur lequel
est fixé le
revêtement de fuselage 95. Cet agencement permet de donner à la structure une
résistance structurale adaptée par le choix des matériaux et des dimensions
des
éléments et de prévenir le flambage du revêtement.
Comme illustré, les ouvertures 93 pour l'installation des hublots souhaités
sont
agencées entre les cadres 91 dans des zones du revêtement de fuselage 95
dépourvues de raidisseurs longitudinaux.
Suivant cette forme de réalisation, les perturbations dans les cheminements
des
efforts dans la structure du fuselage sont limitées, du fait de la continuité
des cadres 91
et il est possible de limiter les renforcements de structures, et donc la
masse, à des
zones localisées autour de chaque hublot en particulier par des encadrements
94 de
hublot pour compenser l'absence de revêtement de fuselage et de raidisseur
longitudinal à l'emplacement du hublot.
Cependant les encadrements de hublot doivent être rapportés sur le revêtement
de fuselage ce qui conduit à des opérations d'assemblage complexes mettant en
oeuvre
des perçages, la pose de fixation et de mastics d'étanchéité.
Il est également connu de la demande de brevet EP 2106364 de réaliser des
encadrements de hublot intégrés aux cadres du fuselage. Dans cette solution,
afin
d'assurer un cheminement continu des efforts, un cadre est agencé dans l'axe
d'un
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
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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
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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
oeuvre des revêtements travaillant les efforts dans les revêtements
travaillant sont
transférés vers le ou les linteaux sans augmenter la charge dans les
raidisseurs.
Dans une forme de réalisation, le fuselage d'aéronef comporte au moins deux
linteaux agencés sur le tronçon de manière sensiblement symétrique par rapport
à un
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
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symétrique également.
Dans une forme de réalisation, les ouvertures agencées dans un linteau
correspondent à des ouvertures pour une rangée de hublots. Il est ainsi obtenu
un
linteau de hauteur limitée particulièrement compact.
Suivant des formes de réalisation alternative, le ou les linteaux présentent,
en
section dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une courbure
similaires à
celle du pavillon et de la barque dans une zone de raccordement dudit pavillon
et de
ladite barque avec lesdits linteaux, ou présentent, en section suivant le plan
perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une face extérieure sans courbure.
Il est ainsi possible d'assurer une continuité des formes externes du
fuselage, en
particulier lorsque les rayons de courbures du pavillon et de la barque sont
relativement
petit en regard de la hauteur des linteaux, ou au contraire de renoncer à
cette continuité
lorsque cette dernière n'est pas critique pour simplifier la réalisation des
linteaux.
Dans une forme de réalisation du fuselage d'aéronef, lorsque la sous-structure
de
la barque comporte des cadres de barque, limités à la barque ou faiblement
débordant
des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau dans la zone
inférieure du
linteau, et lorsque la sous-structure du pavillon comporte des cadres de
pavillon, limités
au pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à
l'au moins
un linteau dans la zone supérieure du linteau, le pas des cadres de barque
est, au
moins localement pour certains cadres, différent du pas des cadres de
pavillon.
Il est ainsi optimisé le pas des cadres dans la sous-structure de la barque et
indépendamment dans la sous-structure du pavillon.
Dans une forme de réalisation du fuselage d'aéronef, lorsque la sous-structure
de
la barque comporte des cadres de barque, limités à la barque ou faiblement
débordant
des bords supérieurs de barque, fixés à l'au moins un linteau dans la zone
inférieure du
linteau, et lorsque la sous-structure du pavillon comporte des cadres de
pavillon, limités
au pavillon ou faiblement débordant des bords inférieurs de pavillon, fixés à
l'au moins
un linteau dans la zone supérieure du linteau, le pas des cadres de barque et
ou des
cadres de pavillon est, au moins localement pour certains cadres, différent
d'un pas des
ouvertures de hublot.
Il est ainsi optimisé le pas des cadres dans la sous-structure de la barque et
dans
la sous-structure du pavillon indépendamment de l'agencement des hublots.
Lorsque le fuselage d'aéronef résulte d'un assemblage de tronçons, au moins un
des tronçons comporte des caractéristiques parmi les caractéristiques exposées
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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 oeuvre d'un linteau, les sièges pour passager étant
illustrés, pour certains seulement et en fantômes sur les figures 4b à 4e,
pour apprécier les avantages apportés au confort visuel des passagers.
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
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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 11
mais est représenté dépourvu de tous les éléments fonctionnels non structuraux
qui lui
seront intégrés dans l'aéronef.
Il sera considéré un axe longitudinal 101 du fuselage dont la direction est
sensiblement celle des génératrices des parties cylindriques et qui correspond
à la
direction de l'axe X.
Le tronçon 10 comporte un pavillon 12 dans une partie supérieure du fuselage,
une barque 13 dans une partie inférieure du fuselage et deux linteaux 20
agencés entre
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
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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
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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 oeuvre pour l'assemblage des fixations rapportées et
ou des
collages directement entre les structures assemblées ou par l'intermédiaire
d'éclisses.
La structure du linteau 20 peut donc être étudiée et réalisée en fonction des
seules conditions aux limites des bords inférieur 231 et supérieur 221 de
linteau de
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
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de calculs par éléments finis.
Un avantage de la structure de tronçon 10 de fuselage de l'invention est la
possibilité de réaliser les linteaux 20 par la mise en oeuvre de technologies
différentes
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.
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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.
Il en résulte que le pas des cadres est adapté et optimisé en fonction des
contraintes de dimensionnement propres à chaque sous-structure et est en
pratique
différent, au moins dans certaines zones du tronçon pour la barque et pour le
pavillon. Il
peut le cas échéant être adapté dans une même sous-structure de sorte que le
pas des
cadres varie, cas non illustré, en fonction de la position suivant l'axe
longitudinal sur la
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 oeuvre de
techniques de
fabrication adaptées à chacune des sous-structures.
Par exemple le pavillon 12 et la barque 13 sont réalisés par un assemblage de
cadres et de raidisseurs longitudinaux formant un maillage sur lequel est
rapporté le
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.
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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
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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.
Il doit être noté que dans les exemples illustrés sur les figures 2, 3a et 3b,
le pas
des hublots est constant et la forme des hublots est unique, mais que, dans
une forme
non illustrées, il est possible grâce à l'invention, du fait de la non
nécessaire corrélation
entre les positions des cadres et les positions des hublots, de réaliser un
fuselage
comportant des hublots agencés avec différents pas et ou présentant des formes
ou
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
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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
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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.
