Brevet FR2984273A1 — publié le 20130621

SUPPORT DE PLANCHER D'AERONEF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de façon générale à un support de plancher d'aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Les aéronefs commerciaux disposent de planchers sur lesquels sont fixés les sièges passagers ou entreposés les bagages. Ces planchers sont composés de rails s'étendant selon une direction longitudinale de l'aéronef et de traverses formant treillis, lesdites étant assemblées aux rails et s'étendant selon une direction transversale de l'aéronef. Des pièces de jonction assurent la liaison entre les rails et les traverses. L'aéronef est composé d'un fuselage rigidifié par des cadres de forme circulaire. Les traverses du plancher sont fixées à ces cadres afin de permettre le passage des efforts entre le plancher et le fuselage. Des panneaux sont posés et fixés aux rails et aux traverses et constituent la zone sur laquelle marchent les passagers. Localement, des appuis plancher disposés transversalement entre les rails peuvent être ajoutés pour réduire les déformations des panneaux plancher. Ces planchers sont dimensionnés par les chargements inertiels et les cas de décompression rapide qui provoquent l'application d'une pression sur les panneaux plancher. Les efforts verticaux appliqués sur la structure plancher cheminent alors à l'intérieur des traverses et sont distribués aux cadres du fuselage. Afin de s'opposer à cette déformation, les traverses sont fixées sur les cadres de l'aéronef. Dans le document FR 2877916, il est décrit un treillis de liaison constitué de barres en matériau composite. Ce treillis permet de relier les traverses aux cadres de l'aéronef Les charges verticales sont reprises par ce treillis ainsi qu'une partie des charges selon l'axe latéral. La majorité des charges latérales est reprise par les traverses. Les traverses sont donc dimensionnées pour permettre le passage de tels efforts. Cette architecture de structure plancher nécessite donc la présence de traverses qui alourdissent le plancher et donc l'aéronef dans sa globalité. Dans le document FR 2947524, il est présenté un plancher d'aéronef divisé en trois parties (deux parties latérales et une partie médiane reliée aux parties latérales). Le plancher est notamment composé de traverses disposées perpendiculairement à l'axe de l'aéronef. Des piquets fixés à ces traverses et aux cadres de l'aéronef permettent de supporter le plancher et de le relier au fuselage de l'aéronef. Les piquets, les traverses et les cadres s'étendent sensiblement dans le même plan perpendiculaire à la direction longitudinale de l'avion. Il est nécessaire de rajouter des pièces de fixation intermédiaires, notamment entre le piquet et le cadre. Cette configuration est de même nécessaire entre le piquet et la traverse au travers d'une éclisse. Les deux documents précédents présentent chacun des planchers d'aéronefs comportant des traverses. Ces traverses sont des poutres permettant de s'opposer à la déformation du plancher, notamment sous l'action des charges plancher. Cependant, elles présentent l'inconvénient d'alourdir considérablement la structure du plancher ainsi que celle de l'aéronef. Enfin, le rajout de pièces de jonction intermédiaire entre les supports et les cadres ou les traverses complexifie les opérations de montage et rajoute de la masse. Le document US2010/0044510, quant à lui, décrit un plancher d'aéronef comprenant des appuis perpendiculaires à l'axe de l'aéronef. Ces appuis se prolongent vers les cadres du fuselage, selon une direction verticale, formant ainsi les supports des planchers. La partie supérieure des ces supports s'évasent pour présenter la forme d'un Y. Les supports décrits dans ce document présentent l'inconvénient d'être massifs et lourds, rajoutant ainsi de la masse au plancher et à l'aéronef De plus, comme ils forment avec les appuis plancher une seule et même pièce, leur fabrication est complexe et leur mise en oeuvre difficile de par leur dimension. La problématique de la masse est toujours un paramètre très important pour les avionneurs car, plus un aéronef est lourd et plus il consomme de carburant. Les avionneurs cherchent donc à concevoir un aéronef ayant une masse la plus légère possible, mais force est de constater que cet objectif reste difficile à atteindre. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un plancher d'aéronef de structure plus simple et plus légère tout en étant aussi résistant que les planchers précédemment décrits. Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet un support pour fixer un plancher à un fuselage d'aéronef, ledit plancher comportant une pluralité de rails de siège disposés parallèlement les uns par rapport aux autres longitudinalement le long de l'axe de l'aéronef, ledit fuselage étant rigidifié par une pluralité de cadres de forme générale circulaire et s'étendant chacun dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de l'aéronef, lesdits rails et lesdits cadres étant disposés sensiblement perpendiculairement les uns par rapport aux autres, ledit support assurant une liaison directe entre lesdits rails et lesdits cadres. Selon les caractéristiques énoncées précédemment, la liaison entre le plancher et les cadres ne nécessitent plus de pièces de jonction les supports permettent de relier deux pièces disposées sensiblement perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. Cette liaison étant plus simple, les efforts auxquels est soumis le plancher transitent directement du plancher au fuselage. La suppression des pièces de jonctions contribuent ainsi à la diminution de la masse du plancher. De manière avantageuse, les supports qui relient les rails aux cadres du fuselage comportent deux branches et sont de forme sensiblement cruciforme. Cette forme est particulièrement adaptée à la liaison entre les cadres et les rails et permet de s'adapter aux différents cas de figures possibles de différence de direction rail/cadre. Avantageusement, les deux branches du support sont disposées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. En effet, les cadres et les rails étant majoritairement disposés perpendiculairement les uns par rapport aux autres, le support permet à la fois d'être fixé sur les rails et sur les cadres, sans ajout de pièce de liaison supplémentaire. Afin d'augmenter l'inertie du support et de limiter les flambages locaux, il est possible de rajouter au moins une excroissance à une seule extrémité des branches du support. Si nécessaire et pour les mêmes raisons que précédemment 5 indiquées, les deux extrémités des branches du support peuvent comporter au moins une excroissance. Enfin, dans une dernière variante de réalisation, une seule extrémité d'une seule branche peut nécessiter au moins une excroissance. Il est aussi décrit un plancher d'aéronef fixé au fuselage par une 10 pluralité de supports selon l'invention, ledit plancher ne comportant pas de traverse. L'amélioration de la masse du plancher par la suppression des pièces de jonction ainsi que l'optimisation du cheminement des efforts permettent de supprimer les traverses, ce qui renforce à nouveau l'amélioration de la masse du plancher. Ces avantages sont d'autant plus significatifs que le plancher est proche du fond du fuselage car les 15 efforts transitent sur une distance plus faible que dans le cas où le plancher est éloigné du fond du fuselage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. 20 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels la figure 1 représente un tronçon d'avion comportant un plancher 25 selon l'art antérieur ; la figure 2 représente un tronçon d'avion comportant un plancher relié au fuselage par des supports conformes à l'invention ; la figure 3 représente une vue agrandie du dessous du plancher 30 décrit dans la figure précédente ; la figure 4 représente un support de forme cruciforme pourvu deux excroissances ; la figure 5 représente une coupe transversale du support représenté sur la figure 4, les deux branches du support étant perpendiculaire l'une par rapport à l'autre ; la figure 6 représente un support dépourvu d'excroissances ; la figure 7 représente une coupe transversale d'un support (non représenté) dont les deux branches ne sont pas perpendiculaires l'une par rapport à l'autre ; la figure 8 représente une variante de réalisation d'excroissance de support (non représenté) ; 10 la figure 9 représente une vue agrandie de la figure 3. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PREFERES En référence à la figure 1 représentative de l'art antérieur, l'aéronef 1 selon l'invention est un avion. Bien que non représenté, cet avion comporte de 15 manière classique deux ailes, un empennage arrière et des moteurs fixés sous la voilure ou sur le fuselage selon le type d'avion. Il est d'usage d'utiliser un repère orthonormé X, Y, Z dans lequel X désigne la direction horizontale longitudinale du fuselage, Y représente la direction horizontale perpendiculaire à la direction X et Z représente la direction verticale. 20 L'avion 1 est formé par un fuselage 2 de forme générale circulaire et d'axe parallèle à l'axe X. Ledit fuselage 2 comprend des cadres 4 cylindriques et s'étendant chacun dans un plan vertical. Ces cadres sont disposés à intervalle régulier tout le long du fuselage, parallèlement les uns par rapport aux autres. Leur axe est parallèle à 25 l'axe X de l'avion. L'avion 1 comporte de plus un plancher 6 reposant sur des traverses 8 parallèles les une par rapport aux autres et selon l'axe Y. Un treillis de barres 10 permet d'assurer la liaison entre les cadres 6 et les traverses 8. Cette structure présente l'inconvénient d'être compliquée et lourde 30 alors même que les avionneurs sont confrontés à une problématique de masse afin d'offrir à leurs clients un avion le plus léger possible et présentant ainsi une faible consommation en carburant. Le plancher représenté sur la figure 2 remplit l'objectif d'être à la fois léger et résistant, participant ainsi à la réduction globale de la masse de l'avion. L'avion 1 comporte, comme dans l'art antérieur, un fuselage 21 ainsi que des cadres 41. Il comporte, en outre, un plancher 61 qui se compose de plaques de plancher 61a reposant sur des appuis plancher 12 ces appuis plancher permettent la pose des plaques de plancher 61a entre les rails de siège 14. Ils permettent aussi de relier les rails de siège entre eux. Les rails 14 sont répartis selon l'axe X de l'avion. Ces rails 14 sont fixés les uns aux autres par les appuis plancher 61a. Les appuis plancher sont régulièrement répartis entre les rails 14, selon une direction parallèle à l'axe Y de l'avion 1. Le plancher 61 est relié au fuselage 21 de l'avion 1 par l'intermédiaire d'une pluralité de supports 16 directement fixés aux rails 14 et aux cadres 41. La figure 3 est une vue agrandie de la figure 2. Sur cette figure, les cadres 41 du fuselage sont perpendiculaires aux rails 14. Les supports 16 sont reliés directement entre les rails 14 et les cadres 16. Aucune pièce de jonction supplémentaire n'est nécessaire les supports ont une forme leur permettant d'être directement fixés sur les cadres et sur les rails. La figure 4 est une vue d'un support conforme à l'invention. Ce support est de forme sensiblement cruciforme comme schématiquement représenté sur la figure 5 qui est une coupe du support 16. Ce support comporte deux branches 16a et 16b perpendiculairement positionnée l'une par rapport à l'autre sur les exemples représentés sur les figures 4 et 5. Cette disposition particulière est dictée par la perpendicularité existante entre les cadres 41 et les rails 14. Ainsi, seule une pièce est nécessaire pour relier les rails aux cadres. Après calcul des efforts devant transiter par les supports 16, il peut être nécessaire de rajouter de la matière pour augmenter l'inertie dudit support. Dans cet exemple de réalisation, de la matière est rajoutée à l'une des extrémités des deux branches 16a et 16b des supports sous la forme d'excroissances 161a et 161b. Dans cet exemple, les excroissances 161a et 161b se font face. Cependant, elles pourraient aussi être disposées à l'opposé l'une de l'autre, sans sortir du cadre de l'invention. En effet, l'objectif de ces excroissances est de rajouter de l'inertie à l'endroit où les calculs ont déterminé qu'il en manquait. Cependant, si ces excroissances ne sont pas nécessaires, le support 16 se présentera alors sous la forme représentée sur la figure 6, en l'espèce un support 5 cruciforme comportant uniquement deux branches. Comme déjà indiqué, la perpendicularité des branches 16a et 16b est dictée par la perpendicularité des cadres 41 et des rails 14. Néanmoins, dans le cas où les cadres et les rails ne sont pas perpendiculaires les uns par rapport aux autres, le support devra être adapté pour pouvoir être directement fixé aux cadres et aux rails 10 sans pièce de jonction supplémentaire. Dans ces conditions, les deux branches 16a et 16b ne seront plus perpendiculaires l'une par rapport à l'autre mais respecteront l'angle existant entre les cadres et les rails. Cette disposition particulière des branches des supports est représentée sur la figure 7. Comme déjà indiqué, il peut être nécessaire de rajouter de la matière 15 aux supports afin d'augmenter leur inertie et leur résistance pour le transfert des efforts. Un premier exemple de réalisation a été présenté dans la figure 5. La figure 8 présente une variante de réalisation dans laquelle les excroissances 162a, 162b, 162c et 162d se présentent sous une forme circulaire disposée à chaque extrémité des branches 16a et 16b. Dans cet exemple, il a été jugé nécessaire de renforcer les 20 branches 16a et 16b du support 16 par un rajout de matière réparti sur le support dans son ensemble. S'il n'est pas nécessaire de rajouter de l'inertie sur chaque branche du support 16, il est possible de ne rajouter de la matière que sur une seule extrémité d'une seule branche. Cette variante de réalisation n'a pas été représentée dans ce document. 25 Dans une variante non représentée, les branches 16a et 16b peuvent chacune comporter plusieurs excroissances de forme différentes. La figure 9 représente une vue agrandie d'une partie de la figure 3. Sur cette figure, il est représenté la partie supérieure du support 16. Afin de fixer le support 16 sur le rail 14, il a été nécessaire de découper une partie des branches 16a et 30 16b du support. Ainsi, pour faciliter la fixation du support 16 sur les rails 14 et sur les cadres 41, une partie des branches 16a et 16b ont du être coupées. Bien que non représenté, la partie inférieure du support 16 a aussi du être adaptée afin de s'adapter à la géométrie de la pièce (ici, le cadre 41) sur laquelle est fixé ledit support. Sur la partie supérieure du support 16, les parties supérieures 18a et 18b des branches du support 16 ont été biseautées afin d'adapter le support à la géométrie du rail 14 sur lequel le support est fixé. Cette structure de fixation de plancher a pour avantage que les efforts transmis par les supports 16 sont uniquement des efforts selon l'axe Z, ce qui évite des efforts parasites selon les autres axes de l'avion. Les efforts selon l'axe Y sont repris par les panneaux plancher 6a et transmis au fuselage par les fixations desdits planchers sur les cadres. Ces fixations sont disposées, de manière classique, aux extrémités latérales des panneaux planchers. Les efforts selon l'axe X sont transmis de manière classique par les rails 14. Ainsi, les transmissions des efforts selon chaque axe de l'avion sont séparées les unes des autres et n'entraînent pas d'effort parasite. REVENDICATIONS1. Support (16) pour fixer un plancher (61) à un fuselage (21) d'aéronef, ledit plancher (61) comportant une pluralité de rails (14) de siège disposés parallèlement les uns par rapport aux autres longitudinalement le long de l'axe de l'aéronef, ledit fuselage (21) étant rigidifié par une pluralité de cadres (41) de forme générale circulaire et s'étendant chacun dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de l'aéronef, lesdits rails (14) et lesdits cadres (41) étant disposés sensiblement perpendiculairement les uns par rapport aux autres caractérisé en ce que ledit support (16) assure une liaison directe entre lesdits rails (14) et lesdits cadres (41). 2. Support (16) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit support (16) comporte deux branches (16a, 16b) et présentent une forme sensiblement cruciforme. 3. Support (16) selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdites branches (16a, 16b) sont disposées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. 4. Support (16) selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce qu'une seule extrémité des deux branches (16a, 16b) du support (16) comporte au moins une excroissance (161a, 161b, 162a, 162b). 5. Support (16) selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que les deux extrémités des branches (16a, 16b) du support (16) comportent au moins une excroissance (162a, 162b, 162c, 162d). 6. Support (16) selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en 25 ce qu'une extrémité d'une branche (16a) du support (16) comporte au moins une excroissance (161a). 7. Plancher (61) d'aéronef caractérisé en ce qu'il est fixé au fuselage (21) par une pluralité de supports selon l'une quelconque des revendications précédentes et qu'il ne comporte pas de traverse. 30