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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'IMPORTATION " Perfectionnements à la construction de fuselages ou autres corps d'aéronefs ".
Dans la construction de fuselages et autres corps ayant une section cylindrique, elliptique et autre section courbe, un constructeur a le choix entre l'établissement d'une construction à revêtement travaillant ou d'une construction analytique rectangulaire ou polygonale comportant des éléments
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longitudinaux et des éléments d'entretoisement diagonaux, la forme extérieure étant obtenue par des gabarits donnant le contour arrondi requis.
Dans le cas d'une construction à revêtement travaillant, un poids excessif est nécessaire, tandis que dans la construction analytique, les éléments longitudinaux et d'entretoisement constituent un bâti intérieur, Inscrit dans la forme fuselée arrondie, avec augmentation résultante de poids due aux gabarits et également perte d'espace précieux qui devrait être réservé à l'intérieur du fuselage, notamment dans le cas d'appareils pour le transport de passagers et de troupes.
La présente invention a pour objet une construction analytique de ce genre, dans laquelle la perte d'espace précieux est évitée, et le poids, dû aux gabarits ou à la construction à revêtement travaillant, ou aux deux, est supprimé.
En vue de l'obtention de oes résultats, on propose, suivant l'invention, que les éléments d'entretoisement, au lieu d'être reotiligne et de réduire ainsi l'espace à l'intérieur de la construction, soient établis avec leurs axes formant des lignes géodésiques comprises dans le contour ou s'étendant parallèlement au contour que l'on désire donner à la construction, cette dernière étant entretoisés en double ou en oroix dans chaque panneau.
Le cintrage vers l'extérieur d'éléments d'entretoisement séparés entrainerait des difficultés dues aux oharges de compression par bout tendant à augmenter le ointrage de oes éléments d'entretoisement, et aux charges de traction par bout tendant à diminuer le cintrage de ces derniers; en outre, la disposition d'éléments d'entretoisement cintrés extérieurement et destinés eux-mêmes à résister à ces efforts de compression et de traction par bout, entraînerait une augmentation considérable du poids de oes éléments et priverait ainsi la oonstruc- tion analytique de ses avantages en réduisant le poids de la construction comparativement à la construction à revêtement travaillant, dont l'inconvénient principal est le poids qu'elle
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entraîne.
Toutefois, il y a lieu de remarquer qu'à l'aide de la disposition d'éléments suivant l'invention, sous l'effet de toutes les forces de torsion et de cisaillement auxquelles le fuselage est soumis, les forces de compression dans un élément d'entretoisement tendant à augmenter le cintrage sont égales aux forces de traction dans l'élément d'entretoisement opposé correspondant tendant à diminuer le cintrage, de sorte qu'en assujettissant ensemble les éléments d'entretoisement opposés en leur point d'intersection dans chaque panneau, les forces tendant à augmenter le cintrage d'un des dits éléments sont équilibrées par les forces tendant à diminuer le cintrage de l'autre élément.
Ce point d'intersection assure ainsi un point de fixation pour chaque élément d'entretoisement, l'autre extré- mité de chaque élément étant fixée à son point d'intersection aveo les éléments longitudinaux. L'angle dont tourne le plan osculateur de la ligne géodésique est ainsi divisé par moitié dans chaque panneau, ce dispositif ayant donc pour effet, sui- vant les lois bien connues liant les forces latérales appliquées à la longueur et à la fixation des poutres, de réduire le moment de flexion dans chaque partie de chaque élément d'entretoise- ment à approximativement un douzième de la valeur qu'il aurait si la longueur totale de l'élément d'entretoisement dans chaque panneau était considérée.
Une caractéristique de la présente invention consiste en ce que l'axe de chaque élément d'entretoisement est à même de conserver sa forme de ligne géodésique exacte dans la surface requise en donnant à cet élément une grande hauteur radiale comparée à sa largeur, sa rigidité radiale inhérente simulant ainsi l'effet de la rigidité d'un corps solide en fournissant les forces, perpendiculaires au plan osoulateur, qui sont re- quises pour maintenir en équilibre une chaîne géodésique char- gée.
Les pièces d'entretoisement sont de préférence constituées
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par des éléments à sedtion transversale en U, avec l'âme disposée radialement et les ailes disposées parallèlement à la surface requise. De cette manière, les éléments d'entretoisement ointrés peuvent être établis de façon à avoir un poids très peu supérieur au cas dans lequel on emploie des éléments d'entretoisement diagonaux reotilignes, et l'espace supplémen- taireobtenu jusqu'ioi,à l'intérieur du fuselage,par une nonstruction à revêtement travaillant ,$peut, suivant la présente invention, être maintenant obtenu dans une construction analytique d'un poids bien moindre que celui de la construction à revêtement travaillant ou de la construction analytique rectangulaire, en raison de l'omission des gabarits.
Dans une construction préférée, le bâti d'une struoture analytique suivant laquelle le fuselage doit être établi, est constitué par des éléments tubulaires longitudinaux assemblés en travées, chaque travée comprenant des longueurs de tube se terminant par des raccords à manchon destinés à se raccorder aux raccords à manchon adjacents de la travée voisine, et également à reoevoir les éléments d'entretoisement pour entretoiser et maintenir les tubes écartés l'un de l'autre dans chaque section, ainsi que pour transmettre les forces de torsion et de cisaillement dans la construction et résister à ces forces.
Ces éléments d'entretoisement sont établis suivant la courbure voulue pour convenir à la forme arrondie requise du fuselage, et, dans chaque panneau de chaque travée, les éléments d'entretoisement se croisent et se ooupent et sont solidement reliés l'un à l'autre au point d'intersection.
Dans l'assemblage des travées, un élément d'entretoisement,.croisant un panneau d'une travée, devient continu aveo un élément analogue oroisant le panneau diagonalement adjacent de la travée suivante, et comme oes éléments suivent une ligne géodésique, les éléments d'entretoisement, lorsqu'ils sont prolongés d'une travée à l'autre, constituent un enroulement
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géodésique oontinu d'une extrémité du fuselage à l'autre. De même, le second élément d'entretoisement dans la première travée se raccorde à l'élément d'entretoisement correspondant dans les travées adjacentes et se prolonge suivant un enroulement à ligne géodésique dans le côté opposé à la première ligne géodésique d'une extrémité du fuselage à l'autre.
On a proposé des fuselages ou carcasses d'aéronefs qui sont constitués par des éléments longitudinaux continus autour desquels sont disposées deux séries de lattes enroulées en hélice et qui se coupent sur les éléments longitudinaux auxquels elles sont fixées. Toutefois, dans cette construction proposée, les éléments longitudinaux ne sont pas entretoisés par des éléments d'entretoisement qui se croisent entre les éléments longitudinaux, tandis que les lattes ont une hauteur radiale bien plus faible que leur largeur, et, par conséquent, cette construction, si elle est maintenue dans les limites de poids requises, serait complètement impropre à recevoir les efforts de flexion et de torsion auxquels les fuselages, etc... sont soumis.
L'invention va maintenant être décrite en référence à la forme de construction représentée dans le dessin annexé, dans lequel :
La figure 1 est une vue de côté montrant la construotion appliquée à l'extrémité du fuselage oonstituant la queue, montrant les éléments longitudinaux disposés en travées ainsi que les éléments d'entretoisement, les pièces de renfort étant omises pour plus de clarté et le fuselage étant indiqué en traits mixtes.
La figure 2 est une vue de côté d'une travée et de parties de travées adjacentes, cette vue étant faite à une échelle plus grande, afin de montrer la oonstruotion des éléments tubulaires, des éléments d'entretoisement et des pièces de renfort, les travées ayant un contour parallèle au lieu d'avoir un contour
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allant en s'effilant comme dans la figure 1.
La figure 3 est une ooupe suivant la ligne 3 - 3 de la figure 2.
Les figures 4 et 5 sont des vues détaillées, faites à plus grande échelle, des joints pour les éléments d'entretoisement.
Comme représenté figure 1, la construction est composée de quatre poutres tubulaires, dont deux seulement sont représentées et sont désignées par a et a1. Ces poutres sont dispo- sées en travées désignées par A.B.C.D. et E et sont pourvues, à chaque extrémité de chaque travée, de manchons de renforcement ( non représentés )par lesquels les poutres dans une travée sont fixées aux poutres correspondantes dans la travée adjacente suivante. Chaque travée comprend quatre panneaux : deux panneaux latéraux et des panneaux supérieur et inférieur. Dans chacun de oes panneaux sont disposés des éléments d'entretoisement c, c1,c2, c3.
Une série de oes éléments d'entretoisement est disposée dans chaque panneau dans la construction représentée, et ces éléments d'entretoisement sont répétés dans le panneau latéral restant et dans les panneaux supérieur et inférieur. Les éléments d'entretoisement sont cintrés extérieurement et sont solidement reliés l'un à l'autre, au point d' intersection, par des ferrures d, et aux pièces tubulaires, par des ferrures d'extrémité e.
Dans la construction particulière représentée, et comme montré plus clairement figures 2 - 5, les éléments dtentretoi- sement c, cl et les éléments d'entretoisement opposés c2, c3 sont divisés en moitiés séparées qui se raccordent à la pièce d. Chaque demi-élément dtentretoisement o ou c1 ou c2 ou c3 affecte, en section transversale, la forme d'un U, et ce demi- élément dtentretoisement comporte, à une extrémité, une partie c4 formant le prolongement de son âme;
ce prolongement, comme représenté figure 4, est coudé suivant un certain angle par
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rapport à son âme, de façon à s'appliquer à plat contre une plaque !il s'étendant entre deux plaques latérales d2, d3 en forme d'étoile, qui s'adaptent contre chaque côté des ailes des éléments d'entretoisement, oes plaques d1, d2, d3 constituant la ferrure d'intersection indiquée dans son ensemble en d dans la figure 1. Les prolongements c4 présentés par les demi- éléments d'entretoisement opposés, tels que et c2, sont fixés ensemble par un rivet commun d4, tandis que les ailes des demi- éléments d'entretoisement sont également fixées aux plaques d2, d3 par des rivets d5.
L'autre extrémité de chacun de ces demi- éléments d'entretoisement a son âme entaillée et coudée intérieurement pour constituer une partie c5 représentée figure 5, qui s'adapte partiellement autour de l'extérieur de la poutre tubulaire a à laquelle elle est fixée par un rivet c6. Les ailes à cette extrémité du demi-élément d'entretoisement s'étendent chacune sur un coté de la poutre tubulaire où elles sont fixées aux ferrures d'extrémités e portées par la poutre. Dans une autre construction, un élément d'entretoisement peut être continu, Isolément d'entretoisement opposé seul étant fait en deux moitiés. Les ferrures d'extrémité sont établies comme représenté figure 5 et comprennent une pièce en forme d'U oomportant deux parties el , e2 servant de goussets, un sur chaque côté de la poutre.
Les ailes des quatre demi-éléments d'entretoisement c1. c2, c3, c sont fixées aux goussets par des rivets e3,et les dits goussets sont assujettis par des rivets e4 aux poutres tubulaires, qui sont toutes les quatre représentées figure 3 et sont désignées par a, a1, a et a3. Le milieu e5 de la ferrure d'extrémité présente un trou e6, à l'aide duquel cette ferrure s'applique sur le rebord e7 s'étendant axialement, de la plaque de calage h, pour relier ensemble les poutres tubulaires.
En dehors de la construction ainsi formée, et afin dtévi- ter d'avoir à piquer le tissu, des pièces de renfort f sont
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fixées dans le sens de la longueur des poutres, et autour de ces pièces de renfort on peut appliquer un entoilage g , qui est indiqué en traits mixtes dans les figures 1 et 3, et est assujetti de toute manière convenable. Des pièces de renfort analogues f1 peuvent également être attachées, si on le désire, à l'intérieur de la oonstruotion ainsi formée, ces pièces de renfort f1 s'étendant également dans le sens de la longueur des poutres et toute matière appropriée peut y être appliquée et assujettie pour former des parois intérieures.
Bien qu'on ait décrit et représenté une construction utilisant des pièces tubulaires et des éléments à seotion transversale en U, il est entendu qu'on pourrait employer d'autres formes de construction, telles que des poutres en treillis entretoisées et des barres d'entretoisement.