Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article traite des charges structurales en vol et plus précisément du dimensionnement de panneaux de fuselage. En effet, sont évoquées les charges importantes propres au fuselage d'un avion : dans un premier temps, en symétrique, la pressurisation et, dans un second temps, en asymétrique, la charge latérale de dérive. Les éléments présentés dans cet article permettent ainsi d'aborder et d'analyser les principales technologies mises en œuvre dans la conception et le dimensionnement des coques de fuselage.
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Yves GOURINAT : Professeur de Mécanique des Structures - Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace, Toulouse, France
INTRODUCTION
La pressurisation et la manœuvre asymétrique latérale sont les deux charges dimensionnantes d’un fuselage hors voilure. Historiquement, ces charges sont à l’origine des procédures de certification de fuselage avec notamment les accidents survenus au De Havilland Comet (Darling, K., (2005) De Havilland Comet. Crowood Press, UK.) qui ont permis de valider les structures en fatigue. Ces procédures s’intègrent à la certification structurale et à la définition des charges en vol, telles que définies par Hadjez F et al. dans .
Pour le fuselage, ces charges sont à la fois internes et externes. Internes de par la pressurisation, et externes de par la transmission des efforts issus des surfaces portantes. Les interfaces avec la voilure et son caisson central seront considérées dans le dimensionnement de la voilure elle-même, le présent article se limitant aux charges propres au fuselage, c’est-à-dire, en symétrique, la pressurisation et, en asymétrique, la charge latérale de dérive.
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Conclusion2. Charges transmises par les cadres forts
La pressurisation est le cas de charge dimensionnant en contrainte pour le revêtement fuselage d’un avion de transport de passagers. Néanmoins, dans certaines phases de vol, l’avion évolue sans pressurisation (montée initiale, descente finale, atterrissage dynamique).
Ces situations doivent être prises en compte, non seulement parce qu’elles représentent des efforts introduits importants, mais aussi du fait qu’elles donnent lieu à un calcul de stabilité. En effet, si la pressurisation n’induit que des contraintes de tensions (traction dans le matériau) les charges abordées à présent entraînent des contraintes de compression et de cisaillement pour lesquelles le flambage local entre raidisseurs doit être pris en compte. Il sera dimensionnant du pas des raidisseurs (l’épaisseur de peau ayant été fixée par la pressurisation).
Cette partie traite ces configurations, dans le cas symétrique. Le traitement peut s’étendre aisément aux cas dissymétriques (rafale latérale, efforts dynamiques sur la dérive, charge de roulis).
2.1 Modèle de fuselage
Les efforts sont introduits dans le fuselage par les cadres forts qui délimitent le caisson central de voilure. Le fuselage peut ainsi être représenté, pour la carte des flux internes, par une poutre prismatique de section droite cylindrique mince et de longueur égale à la longueur L f de l’avion, comme on le constate sur la vue latérale de l’avion en vol. On pourra ainsi appliquer la théorie des profilés minces.
HAUT DE PAGE2.1.1 Charge appliquée en vol symétrique
En vol symétrique, la voilure introduit sa portance et sa traînée par l’emplanture fuselage (figure 16). La traînée, de surcroît petite devant la portance, sera négligée structuralement.
Il faut noter que ce cas de charge est générique. Il représente convenablement l’atterrissage (figure 17) celui-ci introduisant une charge ponctuelle sur le train principal lors de l’impact, appliquée par l’intermédiaire de points d’accrochage proches du caisson central de voilure.
La validité de ces simplifications tient à la configuration...
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Charges transmises par les cadres forts
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HADJEZ (F.), NECIB (B.) - Stress analysis of an aircraft fuselage with and without portholes using CAD/CAE process. - Journal of Aeronautics & Aerospace Engineering (JAAE, ISSN 2168-9792) 4#1, (2015).
-
(2) - MALLIKARJUN (V.), VIDYADHAR (P.) - Fatigue life estimation of fuselage structure due to fluctuating bending loads. - International Journal of Science & Research (IJSR ISSN 2319-7064) 3#8, (2014).
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(3) - MANJUNATH (M.), VIJETH (G.), RAJIUAL (H.), KANNAN (P.), ASHOK (K.), SHANKAR (G.) - Stress analysis and fatigue estimation of centre fuselage of an aircraft. - International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology (IJIRSET ISSN 2347-6710) 4#5, (2015).
-
(4) - ARUN (P.) - Buckling analysis & material selection of fuselage frame using CAD/CAM software. - International Journal of Research in Aeronautical & Mechanical Engineering (IJRAME ISSN 2321-3051) 3#11, (2015).
-
(5) - XUE (P.), DING (L.), QIAO (F.), YU (X.) - Crashworthiness Study of a Civil Aircraft Fuselage Section....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Documents de certification CS25 et FAR25
http://easa.europa.eu/document-library/certification-specifications
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