Charges structurales en vol - Domaine de vol avion

Dans le processus de certification d'un aéronef civil, le calcul des charges occupe une place essentielle. En effet, celui-ci relie la spécification générale – architecturale – de l'avion au dimensionnement structural, ce terme étant à prendre au sens le plus large. Le calcul des structures est fondamentalement conditionné par les charges mécaniques « classiques » : aérodynamiques externes (manœuvre, rafale, turbulence), charges en vol internes (pressurisation, interfaces, charges thermiques) et au sol (atterrissage dynamique, roulage). Le calcul contemporain intègre en outre des charges dues à l'intégration des systèmes aux structures et aux effets dynamiques des commandes de vol électriques.

Dans ce contexte, il est tout d'abord indispensable d'aborder les éléments fondamentaux de la réglementation, issus d'une longue expérience d'aviation civile, permettant d'assurer un calcul robuste de l'enveloppe des charges en vol – définies par le domaine de vol – autorisant une qualification des structures en chargement statique et en fatigue liée à la portance.

Tel est l'objet de cet article, qui présente le processus général et les définitions liées à la réglementation. Partant du cadre général de la certification civile, la définition stochastique des charges limites et extrêmes conduit au concept de structure fail-safe. Les paramètres définissant le domaine de vol d'un avion sont passés en revue, et conduisent à la définition des trois domaines standard, associés aux cas de manœuvre et de rafale. Ces éléments sont déterminants pour le dimensionnement des structures primaires de l'avion : surfaces portantes et interfaces avec le reste de la cellule.