fuselage

Le fuselage est le tube structurel central d'un aéronef, s'étendant du nez à la queue. Il forme un récipient sous pression scellé dans les aéronefs pressurisés, transportant l'équipage, les passagers, le fret et le carburant, tout en servant de point d'attache principal pour les ailes, les stabilisateurs horizontaux et verticaux, le train d'atterrissage et les moteurs. Dans les aéronefs non pressurisés ou ceux opérant en dessous de 10 000 pieds, le fuselage assure toujours l'intégrité structurelle mais sans maintenir de différentiel de pression.

La construction du fuselage varie selon le type d'aéronef et la philosophie de conception. Les grands avions de transport commerciaux utilisent généralement une structure semi-monocoque : une fine peau en aluminium ou en composite (de 0,040 à 0,090 pouce d'épaisseur) renforcée par des lisses, des cadres et des longerons internes qui s'étendent dans le sens de l'envergure. Les aéronefs plus petits peuvent utiliser une construction monocoque sans renfort interne, reposant entièrement sur la rigidité en flexion de la peau. Les avions militaires emploient souvent du titane ou des composites avancés dans les zones à haute température près des moteurs. Les fuselages pressurisés doivent résister à des cycles répétés de pressurisation de la cabine, généralement un différentiel de 8 à 9 livres par pouce carré, ce qui sollicite continuellement la peau et les fixations.

Les défaillances structurelles du fuselage sont rares mais catastrophiques. Le mode de défaillance principal est la fissuration par fatigue de la peau ou autour des trous de rivet, initiée par les cycles de pressurisation combinés aux charges de flexion pendant le vol. La corrosion de l'aluminium sous les fixations ou dans les zones où l'humidité est piégée accélère la croissance des fissures. Les inspections de maintenance se concentrent sur la détection des fissures de la peau, du desserrage des fixations et de la corrosion à l'aide d'un examen visuel, de tests par courants de Foucault et parfois de mesures d'épaisseur par ultrasons. Les patchs de réparation doivent suivre des directives strictes : un patch doit s'étendre d'au moins un espacement de rivet au-delà des dommages visibles et utiliser des matériaux correspondant au tempérament de l'alliage d'origine.

Le terme fuselage dérive du mot français fuseau, reflétant la forme allongée et profilée optimisée pour l'efficacité aérodynamique et la résistance à la pressurisation. Les premiers aéronefs recouverts de tissu avaient des fuselages en tubes d'acier soudés ou en cadres de bois ; le passage à la construction semi-monocoque métallique a commencé dans les années 1930 et est devenu la norme dans les années 1940.

La conception du fuselage est contrainte par les exigences de pressurisation, la traînée aérodynamique, la flexion et la torsion structurelles pendant les manœuvres, et les normes de sécurité en cas de crash. Les fuselages d'avions commerciaux ont généralement une section transversale circulaire ou quasi circulaire allant de 6 pieds 1 pouce (Boeing 737 et Airbus A320) à 7 pieds 10 pouces (pont supérieur du Boeing 747), offrant une résistance optimale aux contraintes circonférentielles tout en maximisant le volume utilisable. Les avions de transport militaires et les avions cargo échangent souvent cela contre une section transversale rectangulaire plus grande pour accueillir des charges hors gabarit.