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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de Brevet d'Invention "Perfectionnements aux trains d'atterrissage éclip- sables pour aéronef'
La présente invention est relative aux mécanismes de manoeuvre des trains d'atterrissage éclipsables pour aéronefs.
Par train d'atterrissage, on entend ici l'ensemble formé par tout élément destiné au contact avec le sol, tel que roue isolée ou train de roues, ski, flotteur, son bâti support et son ou ses amortisseurs, qu'on appellera par la suite amortisseurs d'atterrissage. Il a déjà été proposé de munir les mécanismes de manoeuvre en question de moyens qui, pendant au moins une partie de la manoeuvre du train, bandent un élément élastique de rappel, par exemple en utilisant pour bander cet élément élastique le déplacement relatif, pendant cette partie de la manoeuvre, de deux pièces du bâti support, l'énergie ainsi emmagasinée dans cet élément élastique de rappel étant restituée par ce dernier pendant une autre partie de la manoeuvre ou la manoeuvre inverse en vue d'aider ces dernières.
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Il se trouve que la résistance de l'air à la descente du train est 'maximum versla fin de la descente alors que l'action du poids propre du train pour aider à la descente devient minimum à ce moment-là. Il serait donc désirable oue l'intensité de l'action du dispositif de rappel varie en sens inverse Or les systèmes élastiques constitués d'organes métal. liquesélastiques ou de sandows ont une force de rappel qui décroît considérablement, proportionnellement à la course, à mesure qu'ils se détendent.
Four conserver un effort suffisant à la fin de la descente, on est donc conduit à utiliser des organes élastiques extrêmement puissants et raides, maisil est alors presque impossible que leur déformation élastique ait une amplitude suffisante. Inversement, si on les établit pour qu'ils aient une amplitude suffisante de déformation élastique, leur force de rappel en fin de course est insuffi- sante.
L'invention a notamment pour but de remédier eux défauts précités et elle est remarquable notamment en ce qu'à cet effet le dit élément élastique de rappel est constitué par un amortisseur pneumatique ou oléo-pneumatique.
.L'avantage de l'emploi d'un tel amortisseur, c'est qu'il est possible de l'établir pour'que sa force de rappel varie peu avec la course de déformation élastique et qu'on peut donner à cette course toute l'amplitude désirable., il suffit pour cela que le volume d'air soit suffisant.
Dans une réalisation particulière, cet amortisseur est constitué par l'amortisseur même d'atterrissage.
En utilisant ainsi, pour une nouvelle fonction en supplément de sa fonction usuelle, un élément préexistant au lieu d'avoir recours à un nouvel élément, on réalise outre un gain de poids sensible, une diminution importante de l'en- combrement du train au coursdu relevage et à sa position escamotée, particulièrement avantageuse pour les avions modernes. D'autre part, les amortisseurs d'atterrissage sont des
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organes très sûrs, construits pour absorber une grande énergie, surabondante pour les besoins de la descente du.train.
En outre, comportant un dispositif de freinage de leur détente, ces amortisseurs aident la descente du train avec plus de douceur que des organes élastiques non freinés qui exigent l'adjonction d'amortisseurs puissants dits de descente.
Afin que cette nouvelle fonction de l'amortisseur d'atterrissage ne gêne aucunement son action habituelle, il est de préférence établi une liaison cinématique unidirectionnelle entre la partie inférieure mobile de l'amortisseur et un des membres du bâti support de l'amortisseur, membre entre lequel et l'amortisseur prend place un déplacement relatif lors de la manoeuvre du train.
Du fait de cette liaison. unilatérale, l'amortisseur d'atterrissage ne peut pas servir à freiner la descente du train et il est, par suite, avantageux de munir le train d'atterrissage d'un amortisseur de descente indépendant qui peut ' être du type décrit dans la première addition en date du 12 Août 1936 au brevet français No. 814.002 en date du 18 Fé- vrier 1936 au nom de la demanderesse mais dont la puissance n'a pas besoin d'être aussi élevée que pour les trains usuels jusqu'ici.
Dans une réalisation avantageuse de l'invention, cette liaison cinématique est assurée par un lien sensiblement inextensible ayant trois points d'appui, dont au moins un constitué par une poulie folle, répartis respectivement sur trois organes, à savoir les deux parties de l'amortisseur mobiles l'une par rapport à l'autre et le dit membre du bâti support, au moins un de ces points d'appui étant mobile par rapport à l'organe qui le supporte et sollicité par un ressort de manière à maintenir ce lien toujours tendu quelles que soient ses positions.
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Dans une autre réalisation particulière de l'inven- tion, l'amortisseur est un amortisseur auxiliaire, de préfé- rence porté par le train d'atterrissage et formant avec ce dernier un système articulé déformable et se déformant pendant la manoeuvre du train.
Une autre particularité avantageuse que peut présenter cette réalisation, c'est que le réservoir d'air de cet araortisseur auxiliaire est constitué par un élément tubulaire étanche de la structure du train, par exemple le croisillon d'entretoisement des amortisseurs d'atterrissage. Cette pièce sert ainsi de réservoir à grande capacité d'air comprimé et d'élément résistant de la structure du train, cela sans augmentation d'encombrement ou de poids de l'ensemble.
Dans une réalisation avantageuse de l'invention, l'amortisseur auxiliaire est articulé à une extrémité sur un élément du train et son autre extrémité attaque un des côtés d'un quadrilatère articulé dont deux autres côtés sont constitués respectivement par deux éléments du train se déplaçant relativement l'un par rapport à l'autre au cours de la manoeuvre du train.
Quelle que soit la réalisation, il est avantageux que l'amortisseur auxiliaire de rappel soit oléo-pneumatique et établi de façon à réaliser un freinage de la détente, au moins en fin de course de la descente.
Un autre perfectionnement aux trains d'atterrissage escamotables et également objet de la présente invention, voire indépendamment des dispositifs précités, réside en un dispositif capable d'agir sur la roue pour la lancer en rotation avant qu'elle n'entre en contact avec le sol, ceci en vue d'éviter les détériorations du pneumatique à l'atterrissage, surtout sur les surfaces dures, telles que les pistes en ciment par exemple. Ce dispositif est de préférence constitué par une rampe portée par l'avion et de profil approprié pour que le
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'pneu roule sur elle pendant une partie de la descente du train, l'action de cette rampe étant éventuellement complétée par celle d'aubages portés par la roue. Cette rampe a en outre l'avantage de freiner la descente.
A titre d'exemples nullement limitatifs, on a représenté sur le dessin ci-joint diverses réalisations de l'invention appliquée à un même type de train d'atterrissage.
Dans ce dessin : les figs. 1 à 3 sont des vues schématiques de prôfil du train d'atterrissage et représentent'trois réalisations différentes,; la fig. 4 est une vue de c8té d'un demi-train d'atterrissage en position d'atterrissage et représente une autre réalisation ; la fige 5 est une vue analogue de ce même train d'atterrissage mais en position relevée ; la fig. 6 est une vue de face et de dessus du demitrain d'atterrissage en position relevée ; la fig. 7 est une coupe schématique longitudinale de l'amortisseur auxiliaire, et les figs. 8 et 9 sont respectivement des vues analogues aux figs. 4 et 5 mais représentent une variante de réalisation.
Dans les divers exemples de réalisation représentés, le train d'atterrissage est du type connu comportant deux jambes parallèles constituées par des amortisseurs connus comprenant une partie supérieure fixe 1 et une partie inférieure mobile la capable de coulisser axialement par'rapport à la partie supérieure 1. Les parties supérieures sont entretoisées par un croisillon 2 (Fig. 6) et les parties inférieures par un essieu 3 qui supporte une roue 4.
Vers le bas de chaque partie fixe 1 est articulée autour d'un axe 5 parallèle à 1' axe 3 de la roue une jambe de force composée de deux barres 6 et 7 reliées l'une à l'autre par une articulation motrice 8,
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de type connu, qui les actionne et leur communique un mouvement relatif qui les fait passer d'une position où elles sont sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre (indiquée en traits pleins sur le dessin) à une autre où elles sont repliées l'une sur l'autre (indiquée en traits mixtes sur le dessin). Les jambes 1 portent chacune à leur partie supérieure une chape d'articulation 9 d'axe parallèle à celui de la roue et destinée à se monter sur un axe do position fixe sur l'aéronef.
De même, les barres 7 portent chacune une chape d'articulation 10 destinée elle aussi à se monter sur un axe fixé à l'aéronef. Suivant la position donnée aux barres 6 et 7 par 1' articulation motrice 8, les jambes 1 et la roue 4 occupent la position dite d'atterrissage ou sont éclipsées.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention repré- senté à la fig. 1, chaque barre 6 porte une poulie folle 11 sur laquelle passe un lien souple 12, chaîne ou câble, qui s'attelle d'une part à la partie inférieure mobile la de l'amortis- seur correspondant, de préférence par L'intermédiaire d'un tendeur 13 et, d'autre part, à une biellette 14 articulée en 15 sur la partie supérieure de l'amortisseur et constamment sollicitée à tourner par un ressort 16.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant :
Au cours de ses débattements lorsque l'avion prend contact avec le sol, ou pendantqu'il roule au sol, et que l'amortisseur 1 se raccourcit sous un choc, le point d'attache inférieur du lien 12 se rapproche de la poulie 11 mais ce lien 12 demeure tendu du fait que le ressort 16 fait tourner la biellette 14 sur son axe 15 et tire l'ensemble du lien vers le haut; ce déplacement en bloc du lien 12 a pour seul effet de faire tourner la poulie folle 11. Lorsque l'amortisseur se détend, il entraine le lien 12 à redescendre en faisant tourner la biellette 14 à l'encontre du ressort 15.
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Lors de la fermeture du compas 6, 7 pour relever le train, il se produit un déplacement relatif du bras inférieur 6 du compas et de l'amortisseur 1, ce bras 6 tendant à s'écar- ter de l'amortisseur. Il en résulte que la poulie 11 appuie sur le lien et le force à se cintrer en rapprochant l'un de l'autre ses deux points d'attache donc en bandant l'amortis- seur 1. Il est facile de voir qu'au cours du relevage il vient un moment à partir duquel le bras 6 tend à se rapprocher de 'l'amortisseur 1, de sorte que cet amortisseur se détend par- tiellement en tirant sur le lien 12 qui force alors sur la poulie 11 et aide ainsi à terminer le relevage du train.
Lors de la descente du train, le fonctionnement précédent se ré- pète en sens inverse :l'amortisseur commence par freiner la descente en.se bandant jusqu'au point où il l'avait été pen- dant le relevage, puisse détend ensuite en aidant la fin de la descente.
Dans l'exemple de réalisation de la fig. 2, la poulie folle 11' est portée par la biellette.14' au lieu d' .être fixée sur lebras inférieur 6 du compas, comme dans 1' exemple de la fig. 1, et le lien 12' vient s'attacher sur ce bras en 16' après son passage sur la poulie 11' au lieu de 1' être sur la biellette 14'. Le fonctionnement est absolument similaire à celui du dispositif de la fige 1 mais on remar- quera que la traction du lien sur la partie inférieure mobile de l'amortisseur s'effectue suivant des directions qui s'é- cartent beaucoup moins d'une parallèle à l'axe de l'amortis- seur que dans le cas de la fig. 1.
D'autre part, il est facile de voir que, suivant la position du point d'attache 16 du lien' 6 sur le bras inférieur/du compas, le mouvement de la partie mobile de l'amortisseur pendant le relevage ou la descente comportera ou non un point mort séparant sa course totale en deux sections successives : l'une résistante et l'autre mo- trice.
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Dans l'exemple de réalisation de la fig. 3, uns tige rigide. 17 est articulés sur la partie mobile la do l'amortisseur et .s'étend parallèlement à l'axe de ce dernier;
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son oxtréitiité supérieure traverse l7.iJr C',LCn't un nanchon de guidage 18 qui est porté par un doigt la (le manière à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal. Ce doigt 19 porte un ap- pendice vU en contact avec la face arrière du bras inférieur 6 du compas et,au delà de ce manchon, une butée 21 estfixée sur cette tige 17.
Lorsque l'avertisseur se débat au choc lors de l'atterrissage ou pendant que l'avion roule au sol, le tige 17 coulisse librement Clans le manchon 18 et le fonctionnoment usuel de l'a ortisseur n'est aucunement modifié. Lorsque le compasC, 7 so formo pour relever le train, le doigt 19 en- traîné par son appendice 20 participe au mouvement relatif de rotation qui se produit entre le bras 6 et l'amortisseur 1 et il appuie sur la butée 21, faisant ainsi coulisser la partie mobile la de l'avertisseur par l'intermédiaire de la tige 17
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et 1::5;;:-<1.ant ? l'a:-.ortiss:ur.
Ici encore, la course de la partie mobile de l'a@ortisseur pendant le relevago et la descente du train peut comporter un point mort ou ne pas en comporter, ce qui dépond de la position du doigt 19.
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Dans l'exemple de réalisation des figs. 4 à 7, des amortisseurs auxiliaires 22, en l'espèce oléo-pneumatiques, sont montés respectivement sur les jambes d'atterrissage 1, et sont disposés ici en arrière et le long de ces jambes.
Chacun d'eux comporte dans cet exemple deux parties 23 et 24 coulissant axialement l'une sur l'autre et constituées res- pectivement par un cylindre et la tige d'un piston.
Le cylindre 23 est articulé par son extrémité in- férieure sur le même axe 5 que la barre 6 tandis que l'ex- trémité supérieure du piston 24 est articulée sur un axe 25 porté par un bras 26.articulé sur un axe 27 que porte un col- lier 28 fixé sur la partie fixe de la jambe 1 correspondante.
Le bras 26 est en outre articulé en 20 sur une barre 30 dont l'autre extrémité est articulée sur un axe 31 porté par un @ collier 32 fixé sur la partie inférieure de la barre 6. Ces axes 25, 27, 29 et 31 sont parallèles à l'axe 5 et l'ensem- ble formé par la partie de la jambe fixe 1 entre les axes 5 et 27, le bras 26, la barre 20 et la partie de la barre 6 entre les axes 31 et 5, constitue un quadrilatère articulé, au som- met 5 duquel est articulée une extrémité de l'amortisseur auxiliaire 22 dont l'autre extrémité est articulée sur un axe 25 porté par le c8té opposé à ce sommet. Intérieurement chaque amortisseur comporte un piston 33 calé en bout de la tige 24 et portant des segments d'étanchéité dans le cylin- dre 25.
Ce piston est percé de part en part de canaux 34 qui débouchent sur la face arrière en regard d'un clapet ob- turateur 35 constitué par un disque annulaire mobile axiale-. ment sur la tige 24 entre ce piston 33 et un épaulement for- mant butée. La tige 24 est creuse et sa capacité intérieure communique librement avec la partie du cylindre situé en avant du piston 33, tandis que la partie du cylindre en ar- rière du piston ne peut communiquer avec cette capacité que par d'étroits orifices 35 percés à travers la paroi de.cette
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tige.
D'autre part la capacité intérieure de la tige 24 communique par l'orifice 37 avec un conduit souple 38 aboutissant à un réservoir d'air sous pression constitué en l'espèce par le croisillon 2 d'entretoisement des jambes 1, croisillon qui est constitué à cet effet par des tubes sur lesquels est fixé un robinet 39 d'admission d'air comprimé. Enfin l'extrémité arrière du cylindre 23 porte une bague 40 entourant la tige 24 et dont l'alésage est conique et va en s'évasant vers le cylindre.
Le fonctionnement est le suivant :
L'ensemble est établi pour que lorsque le train est descendu et dans la position d'atterrissage (fig. 4) le piston de chaque amortisseur auxiliaire 22 se trouve à l'extrémité supérieure du cylindre 23. Ace moment là le liquide dans l'amortisseur remplit le cylindre 23 et s'élève dans la tige creuse 24 jusqu'au niveau AB. Lors du relevage du train pour l'amener dans la position de la fig. 5 la barre 6 prend par rapport à la jambe 1 un mouvement relatif de rotation dans le sens f (fig. 4), ce qui déforme le quadrilatère articulé 5,27, 29, 31 et fait enfoncer le piston 33 dans le cylindre 23 en même temps que l'ensemble de l'amortisseur 22 pivote dans le sens f autour de l'axe 5.
Le liquide contenu dans le cylindre 23 en avant du piston 33 se rend sur la face arrière de ce piston en passant par les canaux 34 et en refoulant le clapet 35, sans qu'il en résulte de résistance sensible à l'avancement du piston. L'enfoncement de la tige 24 dans le cylindre 23 produit une élévation du niveau du liquide dans cette tige et par suite une compression de l'air dans le réservoir 2 commun aux deux amortisseurs. Il y a donc ainsi, pendant le relevage du train, accumulation d'énergie par compression de l'air contenu dans le croisillon 2.
A la descente, la poussée exercée par l'air compri- mé sur le liquide dans le cylindre 23 tend à produire un mouvement de retrait de la.tige 24 hors du cylindre mais le cla-
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pet 35 vient obturer les canaux 34 de sorte que le liquide se trouvant sur la face arrière du piston ne peut retourner dans l'autre partie du cylindre qu'en traversant les petits orifices 36. Il en résulte donc un freinage hydraulique puissant de la descente du train. Ces orifices 36 sont espacés le long de la tige 24 et se trouvent progressivement obturés par la bague 40 au fur et à mesure du retrait de la tige 24 ce qui produit un freinage croissant dont la variation peut 'être réglée à volonté par la section et la disposition de ces orifices 36.
En outre l'alésage conique de la bague contribue à la progressivité dans l'obturation de ces orifices.
La poussée du liquide sur le piston 33 tend à faire tourner dans le sens fl le bras 26 qui tire à son tour sur la barre 30. On remarquera que lorsque le train est relevé (fig.
5) l'axe de cette barre 30 passe par l'axe d'articulation 5 de la barre 6 sur la jambe 1. Il en résulte que cet effort de traction est' encaissé par l'articulation 5 et présente un moment de rotation nul. par rapport à cet axe. Dès que le mouvement de descente est commencé sous l'effet de l'articulation motrice 8 ou du propre poids du train, l'axe de cette barre 30 s'écarte de l'axe 5 et la traction sur cette barre commence à présenter un moment de rotation qui tend à faire tourner la barre 6 par rapport à la jambe 1 dans le sens inverse de f en aidant ainsi la descente du train. Ce moment de rotation va en croissant jusqu'à la position où le train est complètement descendu (fig. 4).
Par ailleurs on remarquera que pendant le relevage le moment de rotation de l'effort exercé par la barre 30 sur le bras 26 par rapport à l'axe 27 d'articulation de ce dernier, va en croissant au fur et à mesure de l'enfoncement du piston et cet effet s'ajoute à la diminution du bras de levier de l'effort transmis par la barre 30, par rapport à l'axe 5, pour diminuer l'effort demandé à l'articulation motrice 8, au fur et à mesure du relevage,
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pour bander les amortisseurs auxiliaires.
On notera encore que les amortisseurs auxiliaires avec leurs colliers de fixation 28 et 32 et le croisillonréservoir 2 forment un tout autonome susceptible d'être rapporté sur un train déjà construit.
Dans la variante de réalisation des figs. 8 et 9 le train proprement dit et les amortisseurs auxiliaires sont identiques à ceux des figs. 4 à 5. Seule diffère la disposition des amortisseurs sur les jambes du train. Ils sont disposés ici en avant des jambes 1 de manière que la barre 30a passe d'un côté à l'autre de l'axe d'articulation 5 de sorte que le moment de rotation par rapport à cet axe de l'effort qu'elle transmet change de signe pendant la course de relevage ainsi que pendant la course de descente du train.
L'énergie accumulée dans les amortisseurs 22a pendant la première phase du relevage aide ainsi au relevage du train vers la fin du dit relevage,
Dans l'exemple de réalisation représenté d'un dispositif destiné à lancer la roue avant l'atterrissage, celuici comporte une rampe circulaire 41 concentrique à l'axe de la chape d'articulation 9 des jambes 1 et cette rampe est fixée sur la structure de l'avion de manière que pendant la descente du train le pneu roule sur cette rampe et fass,e tourner la roue dans le même sens qu'elle doit tourner lorsque l'avion roule sur le sol. En outre la jante de la roue porte de chaque c8té des aubages 42 dont les aubes sont établies pour que le vent relatif entretienne et accélère le mouvement de rotation ainsi communiqué à la roue.
Eventuellement ces aubages pourraient exister seuls, sans la rampe, ou bien être supprimés et la rampe demeurer seule.
La rampe peut être mobile sur l'avion et être commandée de manière à ne venir en contact avec le pneu que par l'action d'un dispositif commandé synchroniquement avec le
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mécanisme de descente du train.
Bien entendu l'invention n'est aucunement limitée aux détails de réalisation représentés ou décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi par exemple que l'invention peut être appliquée à des trains d'atterrissage éclipsables de n'importe quel système et quel que soit leur mécanisme de manoeuvre; il va de soi que la position de la rampe de lancement de la roue varie alors suivant le type du train, en particulier suivant que la roue est descendue d'avant en arrière ou d'arrière en avant.
- REVENDICATIONS -
1.- Train d'atterrissage escamotable comportant un élément élastique de rappel du train en position d'atterrissage, caractérisé en ce que cet élément élastique de rappel est constitué par un amortisseur pneumatique ou oléo-pneumatique.