| Etude d'un fuselage en matériaux composites pour avion supersonique (Study of a composite material fuselage for a supersonic aircraft) Garrigues, Céline 1998-07-09 Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace | ||
| Directeur(s) de thèse: Laroze, Serge Laboratoire : Laboratoire Matériaux et Structures Classification : Sciences de l'ingénieur | ||
Mots-clés : Fuselage, Supersonique, Composite, Thermodurcissable, Thermoplastique, RTM, Prédimensionnement, Concorde Résumé : Durant les vingt prochaines années le trafic long-courrier connaîtra une croissance d’environ 6% par an. Il existera alors un marché potentiel suffisant pour justifier le lancement d'un nouveau transport supersonique. En Europe, Aérospatiale, British Aerospace et Deutsche Aerospace travaillent sur un projet d'avion supersonique appelé E.S.C.T. (European Supersonic Civil Transport). Il transportera 250 passagers à la vitesse supersonique de Mach 2, sur un rayon d’action de 10200 km. Cette étude consistait tout d’abord à étudier les différentes contraintes apportées par le vol en domaine supersonique sur la structure du fuselage, et ensuite à établir une méthode de prédimensionnement d'un fuselage en composites, réaliser un comparatif des procédés de mise en œuvre des composites et proposer des solutions nouvelles de principes constructifs des principaux éléments de fuselage. Les principales contraintes auxquelles est confronté le futur supersonique sont d’ordre : - technologiques : satisfaction du cahier des charges (masse...), choix du matériau (températures de paroi élevées) - réglementaires : respect des normes internationales - commerciales : réduction des coûts de développement, de fabrication et d'exploitation. Le dimensionnement réalisé dans cette étude a montré que la solution d'un fuselage en composites permet d'obtenir d'importants gains de masse notamment dans les zones les plus fortement chargées, dus à la fois à la faible densité des composites et à la possibilité de piloter les rigidités et les résistances suivant les zones de la structure grâce aux différents empilements. Concernant les géométries des éléments principaux du fuselage, un panneau raidi par des lisses en oméga semble le plus adapté, et pour les cadres et les traverses plancher une géométrie en "C" ou en "I". Par ailleurs, l'étude a montré qu'une solution combinant différentes technologies composites permettait de réduire les coûts de développement en diminuant les difficultés technologiques. Résumé (anglais) : In the next twenty years, long range traffic will increase about 6% per year. There will then be a sufficient potential market to justify the launching of a new supersonic transport. In Europe, Aerospatiale, British Aerospace and Deutsche Aerospace are working on a supersonic aircraft project called E.S.C.T. (European Supersonic Civil Transport). It will carry 250 passengers at the supersonic speed of Mach 2, over a range of 10,200 km. This study consisted firstly in examining the various constraints involved in flying in the supersonic domain on the fuselage structure, and then establishing a method for presizing a composite fuselage, making a comparison of composite manufacturing processes, and proposing new design principle solutions for the main fuselage components. The principal constraints with which the future supersonic aircraft is faced are : - technological : compliance with the work specification (weight...), choice of material (high structural temperatures) - regulatory : compliance with international standards - commercial : reduction of development, production and operating costs. The sizing performed in this study showed that the composite fuselage solution makes it possible to save a considerable amount of weight particularly in the most heavily loaded areas, thanks to the low density of composites and the possibility of controlling stiffnesses and strengths according to the zones of the structure through the use of different lay-ups. As far as main fuselage component geometries are concemed, a panel stiffened with “ top-hat ” section stringers seems to be the most suitable solution, with a " C " or " I " section geometry for frames and floor beams. Moreover, the study showed that a solution combining different composite technologies would enable development costs to be reduced by reducing the technological difficulties. Langue : Français | ||
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