FR2864940A1 - Rail de fixation pour aeronef - Google Patents
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Abstract
Un rail de fixation et/ou coulissement (1), par exemple pour aéronef, présente un premier élément (10), situé habituellement vers le haut au niveau du plancher (5), et un deuxième élément (20) en appui sur les traverses (6) de l'avion. Le deuxième élément (20) est en matériau composite, et le premier élément (10) peut être en titane.
Description
RAIL DE FIXATION POUR AERONEF
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR
L'invention concerne les rails qui permettent de fixer et/ou déplacer de façon sécurisée divers accessoires, par exemple les rails présents dans les aéronefs, notamment sur le sol.
Le plancher d'un avion notamment comporte des rails. Dans ces rails sont déplacés et/ou fixés les sièges des passagers, les différents éléments de cuisine, les toilettes, parmi autres accessoires d'un aéronef. Par ailleurs, les chariots de service peuvent également se déplacer le long de rails afin de limiter les chutes en cas de turbulence.
Des exemples de rails sont décrits dans les documents US-A-6 260 813 ou US-A-2002/0130219.
Les rails peuvent avoir différentes formes telles qu'illustrées par exemple sur les figures la et lb. Les rails comportent habituellement deux parties: une partie supérieure ou partie de coulissement, qui se situe au niveau du plancher et où viennent se loger, par des fixations habituellement en acier (non représentées), les différents accessoires, et une partie inférieure ou partie de soutien, localisée sous le plancher, qui est en appui contre les traverses de l'avion. L'espace entre le plancher et les traverses permet de donner une certaine inertie aux rails. En outre, il est possible d'y faire passer quelques systèmes tels que des câbles électriques par exemple.
Parmi les rails utilisés, on trouve des rails entièrement réalisés en titane extrudé : ce matériau est très résistant. Malheureusement, le titane est lourd, ce qui pénalise la masse de l'avion, et son coût est prohibitif.
Une autre possibilité est d'utiliser de l'aluminium extrudé, moins cher et plus léger.
Néanmoins se pose alors un problème de détérioration.
En effet, les diverses fixations (du rail sur le plancher, des sièges et autres éléments,...) sont habituellement en acier. En cas d'humidité, un couple galvanique entre l'aluminium et les dispositifs en acier accélère la corrosion des rails, ce qui oblige les compagnies aériennes à une maintenance régulière et 15 une immobilisation de l'avion afin de réaliser les réparations, voire à changer les rails situés dans les zones humides. Or certains endroits d'un avion ne peuvent être protégés de l'humidité : zones d'embarquement exposées aux intempéries extérieures (pluie), cuisines exposées à la condensation, couloir exposé au risque permanent de chutes de boissons, notamment en vol. Il est facile d'imaginer le surcoût occasionné par la corrosion galvanique.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention permet parmi autres avantages de remédier à ces inconvénients.
Sous un de ses aspects, l'invention concerne un rail de fixation, comportant un élément du rail qui est fabriqué en matériau composite. 25
Dans le cas d'un rail situé sur le sol d'un aéronef par exemple, l'élément de rail en matériau composite est situé sous le plancher. Il peut par exemple regrouper toute la partie inférieure du rail, située entre le plancher et les traverses. Il peut également comporter seulement la partie du rail en appui sur la traverse; dans ce cas, un autre élément du rail, l'élément supérieur, comporte une partie qui est en appui contre le côté inférieur du plancher, ainsi que toutes les parties situées au dessus du plancher et nécessaires à la fixation et/ou au déplacement des accessoires.
Avantageusement, l'élément supérieur du rail dans le cas d'un rail fixé au sol, ou premier élément, est réalisé en un matériau métallique, si possible résistant à la corrosion et possédant une bonne tenue structurale. Le titane peut être préconisé, les problèmes de poids et de prix étant palliés par la moindre quantité nécessaire au vu de la présence de matériau composite. Le premier élément peut être extrudé ou réalisé à partir de composants soudés.
Le deuxième élément de rail, ou élément inférieur ou élément de soutien, situé sous le plancher dans le cas d'un rail fixé au sol, est de façon préférée réalisé en un matériau composite en carbone: ce type de matériau est connu pour sa résistance structurale, ce qui permet au deuxième élément de reprendre les efforts générés par les sièges et leur passager, les toilettes, les éléments de cuisine, etc. Les deux éléments peuvent être collés ou fixés, par rivet ou par tout autre moyen de fixation; ils peuvent être juxtaposés ou une géométrie complémentaire peut être réalisée.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les figures la et lb présentent des 5 géométries de rails de fixation.
La figure 2 montre un mode de réalisation préféré de rail selon l'invention.
Les figures 3a à 3c montrent des alternatives au mode de réalisation de la figure 2.
La figure 4 présente un autre mode de réalisation du rail selon l'invention.
EXPOSE DETAILLE DES MODES DE REALISATION PARTICULIERS
La figure 1, tel qu'il est mentionné plus haut, décrit deux profils classiques de rails de fixation 1 utilisés dans les aéronefs. Ces rails sont utilisés pour faire coulisser et fixer des éléments différents dans un avion, par exemple les sièges de passagers, les éléments de cuisine, voire les chariots de rafraîchissement.
Le rail 1 est habituellement formé de façon intégrale. Il est constitué d'une partie supérieure de coulissement 2 qui est localisée au niveau du plancher et comprend le rail de coulissement 3 proprement dit. Une partie inférieure de soutien 4 est située dans l'espace délimité par le plancher et une traverse de l'avion. En forme de I ou de E, cette partie inférieure 4 est en appui sur les traverses et le plancher afin de rigidifier l'ensemble.
Selon l'invention, la partie inférieure 4 du rail est, au moins partiellement, formée en matériau composite.
La suite de la description reprendra la
géométrie présentée sur la figure lb, mais il est clair que toute autre géométrie est envisageable. De même, la description concerne plus particulièrement un rail fixé au sol dans un avion, mais l'avion n'est qu'un exemple, et l'utilisation des termes supérieur et inférieur ne doit pas être comprise au sens limitatif, le rail pouvant être utilisé pour une fixation au plafond, ou tout autre position intermédiaire: le premier élément, dit supérieur , peut par exemple se situer latéralement par rapport au deuxième élément dit inférieur , le plancher étant alors représenté par une paroi verticale, par exemple de l'aéronef. Enfin, l'expression rail de fixation n'entraîne pas automatiquement une fixation définitive de l'accessoire sur le rail: l'agencement des sièges peut être modifié dans certains cas, la fixation de chariots n'est que temporaire, le principal objet du rail résidant alors dans le guidage en coulissement.
Tel que représenté sur la figure 2, le rail de fixation 1 comprend un élément supérieur 10 au niveau du plancher 5 et un élément inférieur 20 situé sous ledit plancher 5.
L'élément supérieur 10 comporte une plaque de support 12 avec une partie en saillie inférieure 14, conformée dans cet exemple en partie mâle d'emboîtement. La plaque de support 12 peut par exemple comporter deux bras latéraux perpendiculaires à la partie en saillie 14, venant en appui sous le plancher 5 de l'avion, et aptes à recevoir des fixations pour fixer l'élément 10 audit plancher 4. Enfin, l'élément supérieur 1 0 comporte le rail de coulissement et/ou fixation 16 proprement dit qui accueille les accessoires, par exemple les sièges des passagers.
L'élément supérieur peut être réalisé dans quelque matériau que ce soit. Le métal est le plus avantageux au vu de la facilité de sa mise en forme et de sa résistance; en particulier, l'extrusion ou le soudage sont des méthodes de fabrication envisageables. Il peut être souhaitable d'utiliser du titane, en particulier pour les rails soumis à des sollicitations importantes, tels que les rails de fixation des sièges.
L'élément inférieur 20 se compose d'une base 22 fixée sur des traverses 6 de l'avion et d'une partie en saillie supérieure 24, ici conformée en partie femelle d'emboîtement, apte à recevoir la partie mâle 14 de l'élément supérieur 10. La largeur de la partie en saillie supérieure 24 est évolutive (croissante de bas en haut) de manière à avoir la dimension suffisante pour accueillir la partie en saillie inférieure 14.
La plupart des composites possédant une bonne résistance et une bonne tenue sont envisageables, mais un composite en carbone est préféré, en particulier comprenant des fibres de carbone couplées à une résine thermoplastique ou thermodurcissable.
L'élément inférieur du rail peut être réalisé par un procédé connu de mise en forme de matériau composite, ou par des fibres préalablement imprégnées et passées dans autoclave. Sont notamment envisagés le moulage par injection de résine (connu sous l'acronyme anglo-saxon de RTM pour Resin Transfer Molding , c'est-à-dire une injection de résine à basse pression dans un moule où est déposée une nappe de fibres), le drapage (ou dépôt dans un moule d'une nappe de fibres pré-imprégnées avec des nappes de moulage puis polymérisation contrôlée), la pultrusion (c'est-à- dire l'imprégnation de fibres suivie d'un tirage à travers une filière chauffée de la forme de la pièce à réaliser où la résine polymérise), Sur les figures 3 sont représentées des alternatives dérivées de l'exemple décrit dans la figure 2 pour la fixation entre les parties en saillie 14, 24 des éléments inférieur 20 et supérieur 10. Par souci de simplification, le plancher 5 et les traverses 6 ne sont pas représentés.
Dans le mode de réalisation de la figure 3a, la largeur de la partie en saillie supérieure 24 est constante et dimensionnée de manière à ce que la partie en saillie inférieure 14 puisse s'y emboîter.
Dans le mode de réalisation de la figure 3b, la partie en saillie 14 de l'élément supérieur 10 est conformée en partie d'emboîtement femelle, accueillant la partie en saillie 24 de l'élément inférieur 20: contrairement aux exemples précédents, c'est l'élément inférieur 20 qui s'emboîte dans l'élément supérieur 10.
Dans le mode de réalisation de la figure 30 3c, les parties en saillie inférieure 14 et supérieure 24 ne sont pas conformées pour un emboîtement: elles sont simplement solidarisées entre elles par collage ou un autre moyen de fixation tel que le rivet. Il est clair qu'un collage ou un rivetage peuvent être réalisés également en cas d'emboîtement.
La figure 4 présente un autre mode de réalisation dans lequel l'élément inférieur 20 situé sous le plancher inclut, en plus des différentes parties déjà mentionnées pour les modes de réalisation précédents, une plaque de support 26, par exemple composée de deux bras latéraux, qui vient en contact avec le plancher 5 de l'avion. La partie supérieure 10 peut alors ne comporter que le rail de coulissement 16 recevant les accessoires; de la même façon que précédemment, il peut être collé, riveté, voire emboîté, etc. sur le deuxième élément 20. Il est possible alors qu'il n'existe qu'une seule partie en saillie 28 reliant les deux bras latéraux 26 à la base 22 fixée aux traverses 6 de l'avion, l'élément inférieur étant alors sous forme de I. Une autre forme, similaire par exemple au profil illustré par la figure la, est aussi envisageable.
Il est entendu que cette liste n'est pas exhaustive et que les différents modes de réalisation peuvent être combinés: l'invention permet de multiples réalisations dont la forme et la taille dépendent de l'utilisation du rail et des accessoires qui y sont fixés.
Claims (12)
1. Rail de fixation (1) comprenant un premier élément, dit élément de coulissement, (10) et 5 un deuxième élément, dit élément de soutien, (20), le deuxième élément (20) étant en matériau composite.
2. Rail selon la revendication 1, dans lequel le deuxième élément (20) comporte une base (22) et au moins une deuxième partie en saillie (24), qui s'étend de manière sensiblement orthogonale par rapport à la base (22) .
3. Rail selon la revendication précédente, dans lequel le premier élément (10) comporte au moins une première partie en saillie (14) et au moins une partie de support latérale (12) s'étendant de manière sensiblement orthogonale par rapport à la première partie en saillie (14).
4. Rail selon la revendication 3, dans lequel les première et deuxième parties en saillies (14, 24) sont solidarisées l'une à l'autre par collage et/ou rivetage.
5. Rail selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les première et deuxième parties en saillies (14, 24) sont solidarisées l'une à l'autre par emboîtement, les parties en saillie étant de formes 30 complémentaires.
6. Rail selon la revendication 1, dans lequel le deuxième élément (20) comporte une base (22), au moins une partie en saillie (28) orthogonale à la base (22), au moins une partie de support (26) parallèle à la base (22) et solidaire de la partie en saillie (28).
7. Rail selon la revendication 6, dans lequel l'élément supérieur (10) est solidarisé sur la 10 partie de support (26) par collage et/ou rivetage.
8. Rail selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le matériau composite est un composite au carbone.
9. Rail selon l'une des revendications 1 à
8, dans lequel le deuxième élément (20) est en fibres préalablement imprégnées d'une résine.
10. Rail selon l'une des revendications 1 à
9, dans lequel le premier élément (10) est en métal.
11. Rail selon la revendication 10, dans lequel le métal est du titane.
12. Rail selon l'une des revendications 10 à 11, dans lequel le premier élément (10) est extrudé.
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