DIFFÉRENTES FORMES DES FUSELAGES D’AVIONS.
Le fuselage d’un avion constitue un élément primordial, car il permet de relier toutes les parties de l’avion pour former un bloc unique. Son principal but est d’accueillir l’équipage et la charge utile (passagers, cargo…)
Sa conception est soumise à des exigences dont les principales sont la rigidité, la durabilité et un poids minimum, tout en respectant les conditions de sécurité.
Lors de la conception d’un avion, les ingénieurs doivent s’assurer que la masse du fuselage représente entre 8% et 15% de la masse totale de l’avion; il doit aussi générer une bonne partie de la portance (jusqu’à 40% pour les plus performants comme le Boeing 777), ce qui permet de réduire la surface des ailes .
1. FORME DES FUSELAGES DES AVIONS CIVILS
On a essayé de représenter quelques différentes formes de fuselage (section transversale) sur une photo d’illustration.
Les sections les plus utilisées sont les sections rondes; les sections 2 et 3, qui sont constituées de deux cercles sécants de diamètres différents.
Les formes circulaires présentent moins de surfaces pour un volume donné, et par conséquent moins de résistance aux frottements; lorsque les parois de ce type de fuselage sont soumises à une pression interne excessive, elles travaillent uniquement en traction sans subir les contraintes de flexion.
Les sections 2 et 3 ont une position intermédiaire, car la résistance au frottement est largement inférieure si on fait la comparaison avec les sections 4,5,6 et 7. Mais l’intersection des deux cercles est soumise à une flexion due à la surpression. Pour palier à ce problème on utilise des poutres de plancher horizontales, du coup ces intersections travaillent maintenant en traction pour la section 3, ou en compression pour la section 2.
Les sections rectangulaires comme 5,6,7 avec des arc ovales sont plus pratiques pour placer les marchandises, mais ils créent une grande traînée aérodynamique. En plus lors des vols à haute altitude, avec la pression interne excessive, ce type de fuselage a tendance à se plier sous l’effet de ces contraintes excessives.
Les sections 4 elliptiques sont encore moins résistantes que les sections 5,6, 7. Mais plus pratiques en termes d’utilisation du volume interne.
Ils y’a plusieurs autres formes de fuselage, élaborées en fonction des missions qu’on veut lui assigner, tout en tenant compte des contraintes.
2. SECTION DES AVIONS DE CHASSE
À des exceptions prêtes, les chasseurs ont plus ou moins des formes pareilles. Sur la photo d’illustration, on a essayé de sectionner le fuselage pour présenter le but des choix de formes.
Le choix des sections 11 et 12 edt nécessaire pour l’emplacement des deux moteurs dans le fuselage. La section 10 favorise les prises d’air. Les sections 8 et 9 aident le pilote en lui offrant une visibilité adéquate.
3. CONCLUSION
En sommes, le choix de la forme des fuselages ne se fait pas au hazard, il répond à des spécificités bien établies.
On peut constater que la majorité des avions de ligne ont les fuselages en forme ronde, car ces fuselages répondent aux exigences techniques et mécaniques, en effet, ces avions volent à haute altitude (entre 10 et 12 km) , et nous savons que la pression atmosphérique décroît de manière exponentielle avec l’altitude dans la troposphère, et par conséquent la pression externe à l’avion est faible et la pression interne est proche de la pression observée au niveau de la surface de la terre, nécessaire au bon fonctionnement du corps humain. Cette différence de pression est énorme, d’où on a des contraintes à palier (RDM: flexion, compression, traction, frottement,…) et la forme ronde s’avère la plus efficace.
Par contre les formes rectangulaire sont observées chez les avions plus petits (4 à 20 places), car ils volent à des altitude moyennes, généralement comprisent entre 4 et 8 km, du coup la différence de pression entre l’intérieur du fuselage et l’extérieur est relativement basse par rapport à celle observée pour des avions volant à des altitude plus hautes; mais les volumes de ces fuselages sont exploité aux maximum.
Chislain Jaures KAMDEM KAM
Kam Aerospace 