Brevet FR2939405A1 — publié le 20100611

TRONCON DE FUSELAGE D'AERONEF L'invention concerne un tronçon de fuselage pour aéronef. Plus précisément l'invention concerne un plancher d'aéronef situé dans le volume interne du tronçon du fuselage, lequel est destiné à supporter du fret ou des passagers. Le tronçon de fuselage selon l'invention est tout particulièrement destiné à former le tronçon central du fuselage, au niveau duquel est ménagé un caisson central de voilure. Le plancher d'aéronef situé au niveau du caisson central de voilure est soumis à de nombreuses contraintes, liées aux déformations du caisson central de voilure, notamment en vol. La figure 1 représente une coupe schématique transversale d'un fuselage 1 d'aéronef au niveau d'un caisson central de voilure, lorsque l'aéronef est en vol. Des efforts de compression et de traction appliqués à la voilure 2 de l'aéronef tendent à allonger l'intrados 3 de la voilure 2, et parallèlement à raccourcir l'extrados 4 de ladite voilure 2. Une telle déformation de la voilure 2 s'accompagne d'une déformation parallèle du caisson central de voilure 5 et de la structure plancher 6 située au dessus dudit caisson de voilure 5. Dans le cas où la structure plancher 6 est liée de manière rigide à l'extrados 4 de la voilure 2, ces déformations peuvent entraîner des fissures ou un affaiblissement de la structure plancher 6. Sur les figures 2 et 3 de l'état de la technique est représenté de manière schématique en coupe transversale un plancher d'aéronef au niveau du caisson central de voilure. A structure plancher 6 comporte une succession de poutres longitudinales 8 destinées à rigidifier le panneau inférieur 7 du tronçon de fuselage qui s'étend dans la continuité du panneau extrados 4 de la voilure. Lesdites poutres longitudinales 8 sont solidaires d'une face interne ou externe dudit panneau inférieur, la face externe étant située dans le volume interne du fuselage et la face externe étant située dans le volume interne du caisson centrale de voilure 5. Les poutres longitudinales 8 sont solidaires d'une pluralité de bielles verticales 13 s'étendant depuis lesdites poutres longitudinales jusqu'à un panneau inférieur 12 du caisson central de voilure 5. Par ailleurs, une pluralité de rails longitudinaux 9 s'étendent longitudinalement au-dessus des poutres longitudinales 8. Ainsi, plusieurs poutres longitudinales 8 supportent dans toute leur longueur un ou plusieurs rails longitudinaux 9, qui sont reliés à elles par des bielles verticales 10. Dans certains aéronefs, et notamment dans certains avions cargo destinés au transport de fret, la structure plancher 6 comportent également des rails longitudinaux 11 fixés directement au panneau inférieur 7 du fuselage par des bielles verticales 10, et ne sont donc pas solidaires de poutres longitudinales de rigidification. Ainsi, sur les figures 2 et 3 de l'état de la technique, la structure plancher 6 comporte deux rails longitudinaux centraux 11, deux rails longitudinaux latéraux 11 gauches et deux rails longitudinaux latéraux 11 droits qui ne sont pas solidaires de poutres longitudinales. Or, si les rails longitudinaux 9 solidaires de poutres longitudinales 8 sont capables de suivre les déformations du panneau inférieur 7 du fuselage, les rails longitudinaux centraux et latéraux 11, directement solidaires du panneau inférieur 7 du fuselage par une bielle verticale 10, sont liés de manière rigide audit panneau 7 et ne sont donc pas aptes à suivre les déformations du plancher. Une telle liaison rigide peut alors entraîner des sollicitations excessives tendant à fissurer la structure plancher 6 au niveau du caisson central de voilure 5. Dans l'invention, on cherche à fournir un plancher pour aéronef, destiné notamment à former le plancher d'un tronçon de fuselage comportant le caisson central de voilure, apte à s'adapter aux déformations imposées par la voilure. Pour cela l'invention propose de dissocier les déformations de la structure générale du tronçon de fuselage du celle de plancher lui-même, de manière à réduire le niveau d'effort sur ledit plancher. Plus précisément, l'invention propose de dissocier le travail du plancher de celui de la surface d'appui à laquelle le plancher est relié. Dans le tronçon de fuselage selon l'invention, le plancher comporte des rails longitudinaux reliés à la surface d'appui de la structure plancher par l'intermédiaire de poutres longitudinales fixées sur ladite surface d'appui. Par longitudinal, on entend parallèle à l'axe longitudinal de l'aéronef. La surface d'appui est formée par un panneau inférieur du tronçon de fuselage considéré, qui peut être dans le cas du tronçon central, le panneau extrados du caisson central de voilure. Les rails longitudinaux qui dans les aéronefs de l'état de la technique ne sont pas solidaires de poutres longitudinales et sont donc reliés rigidement à la surface d'appui, sont désormais solidarisés à au moins une pièce transversale apte à s'allonger ou à se raccourcir de manière à suivre un allongement ou un rétrécissement de la surface d'appui. Par transversale, on entend s'étendant transversalement par rapport à l'axe longitudinal de l'aéronef. La pièce transversale est solidaire de la surface d'appui, par le biais de liaisons pivots lui permettant de suivre les déformations transversales de la surface d'appui. Par exemple, la pièce transversale comporte deux éléments articulés, le deuxième élément pouvant basculer par rapport au premier élément pour allonger ou raccourcir transversalement la plus grande dimension de ladite pièce transversale. La pièce transversale selon l'invention n'est pas chargée par les efforts voilures, et ne supporte que des efforts verticaux. L'invention a donc pour objet un tronçon de fuselage d'aéronef comportant une pluralité de poutres de rigidification longitudinales solidaires d'un panneau inférieur du tronçon de fuselage et une pluralité de rails longitudinaux destinés à supporter des panneaux plancher, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une traverse s'étendant transversalement entre deux poutres de rigidification et supportant un rail longitudinal, ladite traverse étant montée pivotante sur le panneau inférieur du tronçon de fuselage de manière à autoriser une rotation de la traverse autour d'un axe longitudinal. Par transversalement, on entend par rapport à l'axe longitudinal du tronçon de fuselage. Les deux extrémités opposées de la traverse sont chacune solidaires d'une des deux poutres longitudinales entre lesquelles elle s'étend. Par pivotant, on entend que la traverse peut basculer d'une position à une autre par rotation autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du tronçon de fuselage. Une telle rotation de la traverse permet de suivre les déformations transversales du panneau inférieur du tronçon de fuselage. La traverse peut être montée pivotante directement sur le panneau inférieur du tronçon de fuselage, ou être solidaire d'une ou des deux poutres de rigidification entre lesquelles elle s'étend, elle-même solidaire du panneau inférieur de l'aéronef. Selon des exemples de réalisation du tronçon de fuselage selon l'invention, il est possible de prévoir tout ou parties des caractéristiques supplémentaires suivantes : - Le tronçon de fuselage, et plus particulièrement la structure plancher dudit tronçon, comporte une pluralité de traverses s'étendant successivement entre au moins deux poutres de rigidification, au moins un rail longitudinal qui s'étend longitudinalement entre deux poutres de rigidification étant supporté par une succession de traverses. Le rail longitudinal est donc supporté sur toute sa longueur par des traverses solidaires du panneau inférieur du tronçon de fuselage. Les traverses sont disposées les unes derrières les autres par rapport à l'axe longitudinal du tronçon d'aéronef. - Au moins une traverse comporte une articulation à double pivot, un premier pivot de l'articulation étant solidaire d'un corps principal de la traverse, et un deuxième pivot de l'articulation étant solidaire du panneau inférieur du tronçon de fuselage. La présence de cette articulation pouvant pivoter depuis une position dans laquelle elle s'étend dans le prolongement du corps principal jusqu'à une position dans laquelle elle s'étend par exemple perpendiculairement au corps principal, permet un allongement ou un raccourcissement de la traverse dans son ensemble pour suivre un allongement ou un raccourcissement du panneau inférieur du tronçon de fuselage. Le rail longitudinal que la traverse supporte n'est ainsi plus soumis aux déformations du panneau inférieur du tronçon de fuselage. Avantageusement, une première extrémité du corps principal de la traverse est munie de l'articulation à double pivot, une seconde extrémité dudit corps principal étant munie d'une liaison pivot. Dans certains tronçons de fuselage, et notamment au niveau du caisson central de voilure, la structure plancher est verticalement éloignée du panneau inférieur du tronçon de fuselage. Autrement dit, il y a une certaine hauteur entre le panneau du fuselage et la structure plancher. Par hauteur, on entend la dimension s'étendant verticalement par rapport au plan dans lequel s'étend la structure plancher. Aussi, il est nécessaire d'utiliser des éléments de liaison verticaux, tels que des bielles verticales, pour relier la structure plancher au panneau inférieur de fuselage. Dans l'invention, selon les besoins, il est prévu qu'au moins un rail longitudinal puisse être solidarisé à une traverse par l'intermédiaire d'une bielle verticale. La bielle verticale peut alors être montée pivotante sur la traverse, de manière à pivoter autour d'un axe transversal. Préférentiellement, au moins un rail longitudinal est fixé à une poutre de rigidification le long de laquelle il s'étend. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent : - Figure 1 : Une représentation schématique en coupe transversale d'un tronçon de fuselage au niveau du caisson central de voilure, déjà décrit ; - Figures 2 et 3 : Des représentations schématiques en coupe transversale d'un caisson central de voilure d'aéronef, selon l'état de la technique déjà décrit ; - Figure 4 : Une représentation schématique d'une traverse selon l'invention ; - Figure 5 : Une représentation schématique partielle d'une structure plancher selon l'invention. Sur la figure 4 est représentée une traverse 100 selon un exemple de réalisation de l'invention, ladite traverse 100 étant destinée à supporter un rail longitudinal (non représenté) par l'intermédiaire d'une bielle verticale 101. La traverse 100 comporte deux parties, respectivement corps principal 109 et articulation 104. Le corps principal 109 et l'articulation 104 sont reliés l'un à l'autre par une liaison pivotante 110 permettant à l'articulation de s'étendre dans le prolongement du corps principal 109 ou perpendiculairement audit corps principal 104. La traverse 100 s'étend transversalement entre deux poutres longitudinales 112 solidaires d'un panneau inférieur 7 d'un fuselage. Une première extrémité 102 du corps principal 109 de la traverse 100 est montée pivotante sur une ferrure 103 solidaire d'une des deux poutres longitudinales 112. Une première extrémité 105 de l'articulation 104 est montée pivotante sur une seconde ferrure 106 solidaire de la seconde poutre longitudinale 112. Une seconde extrémité 107 de l'articulation 104 est montée pivotante sur une seconde extrémité 108 du corps principal 109 de la traverse 100. Les trois liaisons pivots 110 de la traverse 100 s'entendent de liaisons en rotation autour d'axes parallèles à l'axe longitudinal X du tronçon de fuselage dans lequel la traverse 100 est montée. Ainsi lorsque le panneau inférieur 7 du tronçon de fuselage, formant par exemple le panneau extrados du caisson central de voilure 5 d'un aéronef, se raccourcit sous l'effet de la déformation de la voilure, l'articulation 104 pivote de manière à s'étendre sensiblement perpendiculairement au corps principal 109 de la traverse 100. Lorsque le panneau inférieur 7 est en position repos, ou lorsqu'il s'allonge par exemple, l'articulation 104 pivote non plus vers le corps principal 109, mais en direction de la ferrure 106, de manière à augmenter une longueur générale de la traverse 100. Ainsi, les rails longitudinaux 111 reposant sur les traverses 100, comme cela est représenté sur la figure 5, ne sont pas liés de manière rigide au panneau inférieur 7 du tronçon de fuselage. Par ailleurs, comme cela est représenté sur les figures 4 et 5, les rails longitudinaux 111 sont reliés aux traverses 100 par l'intermédiaire de bielles verticales 101, chaque bielle verticale 101 s'étendant entre une traverse 100 et un rail longitudinal 111. Plus précisément, une première extrémité, ou extrémité inférieure 113, est montée pivotante sur le corps principal 109 de la traverse 100, tandis qu'une seconde extrémité, ou extrémité haute 114, est montée en rotation sur le rail longitudinal 111. La rotation de la bielle verticale 101 par rapport au rail longitudinal 111 et par rapport à la traverse 100 s'effectue autour d'un axe transversal Y s'étendant transversalement à l'axe longitudinal X du tronçon de fuselage. Ainsi les rails longitudinaux 111 peuvent basculer vers l'avant, ou l'arrière du tronçon de fuselage, arrière et avant s'entendant par rapport au sens d'avancement de l'aéronef comportant le tronçon de fuselage selon l'invention. Comme cela est représenté sur la figure 5, les rails longitudinaux 111 sont solidaires d'une succession de traverse 100 s'étendant les unes derrière les autres. Les rails longitudinaux 111 sont intercalés entre les poutres longitudinales et non superposés à celles-ci. Dans l'exemple représenté aux figures 4 et 5, chaque traverse 100 est solidaire de deux ferrures 103 s'étendant le long des poutres longitudinales 112. Bien entendue tout ou partie des traverses 100 peuvent également être directement fixées au panneau inférieur 7. Dans un autre exemple de réalisation, les poutres de rigidification 112 sont solidaires d'une face inférieure 115 du panneau inférieure 7, de manière à être logées dans le volume interne du caisson central de voilure. Dans ce cas, les ferrures 103 et 106 peuvent elles, être situées dans le volume interne du tronçon de fuselage, les traverses 100 restant solidaires desdites ferrures 103, 106. Dans le cas d'un tronçon de fuselage muni du caisson central de voilure pour un avion cargo, la structure plancher selon l'invention comporte avantageusement deux rail longitudinaux 111 solidaires de traverses 100 et quatre rails latéraux bordant par paires respectivement la paroi latérale gauche et la paroi latérale droite du tronçon de fuselage, supportés par des traverses 100 selon l'invention. Les autres rails longitudinaux de la structure plancher sont eux fixés aux poutres longitudinales de rigidification.15 REVENDICATIONS1- Tronçon (1) de fuselage d'aéronef comportant une pluralité de poutres de rigidification longitudinales (112) solidaires d'un panneau inférieur (7) du tronçon de fuselage et une pluralité de rails longitudinaux (111) destinés à supporter des panneaux plancher, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une traverse (100) s'étendant transversalement entre deux poutres de rigidification et supportant un rail longitudinal, ladite traverse étant montée pivotante (110) sur le panneau inférieur du tronçon de fuselage de manière à autoriser une rotation de la traverse autour d'un axe longitudinal (X). 2- Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de traverses s'étendant successivement entre au moins deux poutres de rigidification, au moins un rail longitudinal qui s'étend longitudinalement entre deux poutres de rigidification étant supporté par une succession de traverses. 3- Tronçon de fuselage d'aéronef selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'au moins une traverse comporte une articulation (104) à double pivot, un premier pivot (110) de l'articulation étant solidaire d'un corps principal (109) de la traverse, et un deuxième pivot (110) de l'articulation étant solidaire du panneau inférieur du tronçon de fuselage. 4- Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une première extrémité (108) du corps principal de la traverse est munie de l'articulation à double pivot, une seconde extrémité (102) dudit corps principal étant munie d'une liaison pivot (110). 5- Tronçon de fuselage d'aéronef selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un rail longitudinal est solidarisé à une traverse par l'intermédiaire d'une bielle verticale (101). 6- Tronçon de fuselage d'aéronef selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bielle verticale est montée pivotante sur la traverse, de manière à pivoter autour d'un axe transversale à l'aéronef. 7- Tronçon de fuselage d'aéronef selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins un rail longitudinal est fixé à une poutre de rigidification le long de laquelle il s'étend. 8- Tronçon de fuselage d'aéronef selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un caisson de voilure (5), le panneau inférieur formant la paroi supérieure dudit caisson de voilure de l'aéronef.