CA3146451C - Atterrisseur avec voile de renfort - Google Patents

Abstract

Atterrisseur comprenant des pièces structurelles agencées pour relier une roue à une structure d'un aéronef et pour supporter et amortir des efforts d'atterrissage, chaque pièce structurelle comportant au moins deux interfaces de liaison à au moins une autre des pièces structurelles ou à la structure de l'aéronef, l'une au moins des pièces structurelles (1) comportant au moins deux voiles (3, 4) qui s'étendent en regard l'un de l'autre en délimitant entre eux un espace libre et qui relient les deux interfaces (5) pour transmettre les efforts de l'une à l'autre.

Description

1 ATTERRISSEUR AVEC VOILE DE RENFORT ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La presente invention concerne le domaine de l'aeronautique 5 et plus particulierement les trains d'atterrissage.

Un atterrisseur comprend des pieces structurelles agencees pour relier une roue a une structure d'un aeronef et pour supporter et amortir les efforts d' atterrissage.

Chaque piece structurelle comporte au moins deux interfaces de 10 liaison a au moins une autre des pieces structurelles et a la structure de l'aeronef.

Chaque piece structurelle assure ainsi une transmission d'effort soit entre deux autres des pieces structurelles ou entre une autre des pieces structurelles et la structure de l'aeronef. 15 La principale piece structurelle est le caisson.

Le caisson comprend generalement un corps tubulaire formant le corps, ou l'interface, d'un amortisseur dont la tige coulisse dans ledit corps et comprend une extremite libre non suspendue pourvue d'un essieu portant au moins une roue.

De chaque 2 0 cote du corps tubulaire s' et end une membrure comprenant une premiere plaque sensiblement horizontale et une deuxieme plaque inclinee.

La premiere et la deuxieme plaque ont des extremi tes solidaires du corps tubulaire et des extremites qui se rejoignent et auxquelles sont fixes des 25 paliers d'articulations definissant un axe d'articulation perpendiculaire au corps tubulaire.

Dans l'espace triangulaire delimite par le corps tubulaire et les deux plaques de la membrure, s'etend une nervure qui vient rigidifier la membrure et sa liaison au corps tubulaire afin d'eviter 30 qu'elle ne se deforme sous les efforts subis lors des atterrissages.

Cette piece structurelle, obtenue par usinage d'une piece forgee ou d'une plaque laminee, est relativement lourde.

OBJET DE L'INVENTION 2 L'invention a notamment pour objet un atterrisseur ayant une structure plus legere, en repartissant autrement la matiere dans le volume disponible, tout en etant resistante mecaniquement.

RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prevoit, selon l'invention un atterrisseur comprenant des pieces structurelles agencees pour relier une roue a une structure d'un aeronef et pour supporter et amortir des efforts d'atterrissage, chaque piece structu- 10 relle comportant au moins deux interfaces de liaison a au moins une autre des pieces structurelles ou a la structure de l' aeronef et au mo ins deux voiles qui s' etendent en regard l'un de l'autre en delimitant entre eux un espace libre et qui relient les deux interfaces pour transmettre 15 les efforts d'atterrissage de l'une a l'autre.

Ainsi, dans au moins une des pieces structurelles de l'atterrisseur de l'invention, au moins une partie des efforts est transmise d' une interface a l' autre par deux voiles s'etendant en regard l'un de l'autre.

Cette piece structu- 20 rel le presente une repartition de la matiere qui permet une reduction de masse par rapport a un atterrisseur traditionnel.

La distance entre les voiles et leur epaisseur sera determinee pour que la piece structurelle ai t une inertie et une rigidite adaptees aux efforts a encaisser 25 dans un volume disponible alloue.

Selon un premier mode de realisation particulier, la piece structurelle est un caisson de l'atterrisseur.

Le caisson comprend un corps tubulaire ayant deux cotes opposes l'un a l'autre a partir de chacun desquels s'etend lateralement 30 une paire de voiles qui se font face et qui convergent l'un vers l'autre pour se raccorder a un palier d'articulation du caisson a la structure de l'aeronef.

Le corps tubulaire forme l'interface de liaison a la tige de l'atterrisseur tandis que les paliers forment les in- 35 terfaces de liaison a la structure de l'aeronef.

Les voiles 3 assurent la transmission des efforts entre ces interfaces.

Le caisson ainsi forme est plus leger que le caisson de structure traditionnelle tout en pouvant etre dimensionne pour presenter des caracteristiques mecaniques identiques. 5 Selon un deuxieme mode de realisation de l'invention, la piece structurelle est un element de contreventement, l'une des deux interfaces comprend deux premiers paliers coaxiaux d'articulation de l'element de contreventement a l'aeronef et les voiles ont une forme sensiblement triangulaire ayant 10 deux sommets voisins des deux premiers paliers, et l'autre des interfaces comprend un deuxieme palier d'articulation a une jambe de l'atterrisseur.

D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront a la lecture de la description qui suit d'un mode 15 de realisation particulier et non limitatif de l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fai t reference aux des sins annexes, parmi lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d' un caisson 20 d'atterrisseur selon l'invention; - la figure 2 est une vue de cote de ce caisson; - la figure 3 est une vue de dessus de ce caisson; - la figure 4 est une vue en perspective de ce caisson avec une coupe selon le plan IV de la figure 1 ; 25 - la figure 5 est une vue de ce caisson en coupe selon le plan V de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue agrandie de la partie centrale de la figure 3 ; - la figure 7 est une vue en perspective d'un element de 30 contreventement selon l'invention; - la figure 8 est une vue en bout de cet element de contreventement ; - la figure 9 est une vue de cet element de contreventement en coupe selon le plan IX de la figure 7 ; 4 - la figure 10 est une vue de cet element de contreventement en coupe selon le plan IX de la figure 7.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'invention concerne un atterrisseur incorporant un cais- 5 son qui comprend un corps tubulaire formant le corps, ou le support, d' un amortisseur dont la tige coulisse dans ledit corps et comprend une extremite libre pourvue d'un essieu portant des roues.

De maniere connue en elle-meme le caisson est articule a la structure de l'aeronef pour 10 etre mobile entre une position sortie utilisee pour les evolutions au sol de l'aeronef et une position rentree dans une soute de l'aeronef, cette derniere position etant utilisee pour le vol de l'aeronef.

En reference aux figures 1 a 6, le caisson de l'atterris- 15 seur, generalement designe en 1, comprend un corps tubulaire, generalement designe en 2, ayant deux cotes opposes l'un a l'autre a partir de chacun desquels s'etend lateralement une paire de voiles 3, 4 qui se font face et qui convergent l'un vers l'autre pour se raccorder a un palier 20 5 d'articulation du caisson 1 a la structure de l'aeronef.

Le caisson 1 forme ainsi une interface de liaison a la tige de l'atterrisseur et les paliers 5 forment chacun une interface de liaison a la structure de l'aeronef.

Le corps tubulaire 2 comprend un manchon 20 ayant une sur- 25 face exterieure 21 sensiblement cylindrique et au moins un massif 22 s' etendant en sail lie de ladi te surface exterieure 21.

Le massif 22 s' etend parallelement a un axe central 23 du manchon tubulaire 20 et symetriquement par rapport aux paires de voiles 3, 4. L' axe central 23 est 30 perpendiculaire et coplanaire aux axes centraux des paliers 5.

Les voiles 3, 4 de chaque paire de voiles 3, 4 ont ici une forme sensiblement triangulaire avec un cote solidaire du corps tubulaire 2 et, a l'oppose, un sommet solidaire du 35 palier 5.

Les voiles 3, 4 de chaque paire de voiles 3, 4 ont done deux cotes libres non relies au corps tubulaire 2, a savoir un cote libre sensiblement horizontal et un cote libre oblique.

Les voiles 3, 4 de chaque pa ire de voiles 3, 4 ont ainsi des surfaces internes 31, 41 qui sont 5 ecartees l'une de l'autre d'une distance diminuant depuis le corps tubulaire 2 jusqu'au palier 5, les voiles 3 et 4 de chaque paire de voiles 3, 4 convergeant vers le palier 5.

Le cote du voile 3 de chaque paire de voiles 3, 4 qui est 10 solidaire du corps tubulaire 2 est relie audit massif 22 de sorte que la surface interne 31 du voile 3 tangente une enveloppe exterieure theorique du manchon 20 a l'aplomb du massif 22.

Les surfaces exterieures 32 des voiles 3 s'etendent dans le prolongement l'une de l'autre. 15 Le cote du voile 4 de chaque paire de voiles 3, 4 solidaire du corps tubulaire 2 est relie au manchon 20 de sorte que la surface externe 42 du voile 4 tangente la surface exterieure 21 du manchon 20.

Le cote libre sensiblement horizontal et le cote libre 20 oblique des voiles 3, 4 sont pourvus chacun d' une surepaisseur peripherique respectivement 33, 34, 43, 44.

Cette surepaisseur 33, 34, 43, 44 qui s'etend le long de chaque cote libre des voiles 3, 4 a une fonction de raidissement des voiles 3, 4. 25 Le caisson 1 comprend une nervure 6 ayant deux bords opposes solidaires des voiles 3, 4 de chaque paire de voiles 3, 4 pour s'etendre transversalement a ceux-ci.

La nervure 6 a une extremite qui touche le palier 5 et une extremite opposee rejoignant la surepaisseur 34, 44. 30 Le corps tubulaire 2 comprend une collerette externe 24 solidaire de l' extremi te inferieure du manchon 20 ( inferieure lorsque le caisson 1, monte sur l'aeronef, est en position sortie comme represente sur la figure 1).

Le massif 22 touche la collerette 24. 6 Le caisson 1 comprend egalement deux premieres nervures 7 en regard l'une de l'autre qui s'etendent en saillie du massif 22 du manchon 20, perpendiculairement a un plan general des voiles 3, 4 et parallelement a l'axe central 5 23 du manchon 20.

Les premieres nervures 7 laissent entre elles un espace libre et relient un palier de contrefiche 8 au manchon 20 du corps tubulaire 20.

Le palier de contrefiche 8 est ici en deux troncons separes, chaque premiere nervure 7 portant l'un des troncons.

Les premieres 10 nervures 7 ont une premiere extremite reliee a la collerette externe 24 et, a l' oppose, une deuxieme extremite touchant les surepaisseurs 33 des voiles 3 au niveau de la jonction des voiles 3 au massif 22.

Chaque premiere nervure 7 a, a l' oppose du manchon 2 0, un bord comprenant un premier 15 troncon incline qui s'etend depuis la deuxieme extremite de la premiere nervure 7 au contact du massif 22 jusqu'au sommet du palier 8 (c' est-a-dire la portion de surface externe du palier 8 la plus eloignee de l'axe centrale 23 du manchon 20) et un deuxieme troncon incline s'etendant 20 depuis le sommet du palier 8 jusqu'a la premiere extremite au contact de la collerette externe 24.

On notera que le massif 22 contribue a rigidifier le manchon 20 et augmenter localement la resistance du manchon 20 a l'endroit ou la contrefiche vient exercer des efforts sur celui-ci.

Les 25 premieres nervures 7 assurent elles une repartition des contraintes sur toute la longueur du massif 22.

Le caisson 1 comprend deux deuxiemes nervures 9, en regard l'une de l'autre, qui s'etendent en saillie de la surface externe 21 du manchon 20 du corps tubulaire 2 perpendicu- 30 lairement a un plan general des voiles 3, 4 en laissant entre elles un espace libre et qui relient un support 10 d'actionneur de direction au corps tubulaire 2.

Les deuxiemes nervures 9 et le support 10 d'actionneur de direction sont relies a la collerette externe 24. L'actionneur 35 de direction, non represente sur les figures, est ici un 7 actionneur rotatif, par exemple un motoreducteur electrique, et le support 10 d'actionneur de direction est une bague appartenant au caisson 1 et ayant un axe central parallele a l'axe central 23 du manchon 20 de maniere que 5 le motoreducteur accueilli dans le support 10 ait un axe de sortie parallele a l'axe central 23.

On notera que les voiles 3, 4 de chaque paire de voiles 3, 4 definissent avec le corps tubulaire 2 un logement pour le passage de conduits hydrauliques et/ ou de cables non representes.

Ces 10 conduits hydrauliques et/ou cables servent ici a l'alimentation de l'actionneur de direction.

Plus particulierement dans le cas de l'application de l'invention a un atterrisseur principal, ces conduits hydrauliques et/ou cables peuvent servir au dispositif de freinage des roues de l'at- 15 terrisseur mais egalement a l' alimentation d' un moteur d'entrainement des roues en rotation, un tel moteur etant utilise pour les man~uvres de taxiage (ou «taxiing» en anglais).

On comprend que l'utilisation de paires de nervures pour 20 lier au manchon 20 le palier de contrefiche 8 et le support 10 permet de limiter le poids du caisson 1, les nervures de chaque paire de nervures laissant entre elles un espace depourvu de matiere.

Le caisson 1 comprend egalement deux douilles 11 traversant 25 chacun une des nervures 6 et ayant un axe central 12 oblique par rapport a l' axe central 23 du manchon 20 du corps tubulaire 2.

Les axes centraux 12 des douilles 11 et l'axe central 23 du manchon 20 du corps tubulaire 2 s'etendent dans un meme plan median du corps tubulaire 2.

Les douilles 30 11 forment des interfaces de liaison a des bielles d'actionnement de portes entre deux positions par rapport a la structure de l'aeronef.

De preference, le caisson 1 est obtenu par fabrication additive.

Le dimensionnement du caisson pour qu'il supporte 35 les efforts mis en jeu dans un atterrisseur est a la portee 8 de l'homme du metier.

Ainsi, l'ecartement des voiles et leur epaisseur seront notamment definis en fonction du moment d'inertie souhaite.

En reference aux figures 7 a 10, l'invention est decrite 5 en application a un element de contreventement.

L'element de contreventement de l'atterrisseur, generalement designe en 101, comprend une paire de voiles 102, 103 qui se font face et qui ont une forme sensiblement triangulaire avec deux sommets voisins chacun d'un premier pa- 10 lier 104 d' articulation de l' element de contreventement 101 a la structure de l' aeronef et un troisieme sommet voisin d' un deuxieme palier 105.

Les paliers 104 sont coaxiaux et le palier 105 est ici divise en deux troncons separes. 15 L'element de contreventement forme une piece structurelle assurant une transmission d'effort entre les paliers 104 d'une part et 105 d'autre part qui forment des interfaces de liaison de l'element de contreventement aux pieces qui l'entourent. 20 Chacun des voiles 102, 103 a deux cotes formes chacun par une poutre 106, 107 s'etendant entre l'un des premiers paliers 104 et le deuxieme palier 105.

Chaque poutre 106, 107 relie ainsi l'un des premiers paliers 104 et le deuxieme palier 105. 25 Chaque poutre 106 de chaque voile 102 est relie a la poutre 107 de l' autre voile 103 se trouvant en regard par des traverses 108, 109.

Chaque poutre 106 est ainsi reliee a la poutre 107 en regard par - deux traverses 108 qui sont inclinees par rapport aux poutres 106, 107 pour se croiser sensiblement en leurs milieux et qui sont liees entre elles en leurs milieux; - une traverse 109 qui est sensiblement perpendiculaire a la poutre 107 au voisinage du deuxieme palier 105. 35 Les poutres 10 6, 107 ont des troncons d' extremi te 9 convergeant vers le premier palier 104.

Lesdits troncons d'extremite en regard sont relies l'un a l'autre par une portion de la paroi 110 qui se prolonge jusqu'au palier 104 en un point qui est ecarte des points de liaison aux 5 troncons d' extremi te des pout res 10 6 et 107 selon l' axe d'articulation.

La paroi 110 joue ainsi le role d'une nervure s'opposant - d'une part, a une modification de l'ecartement entre les poutres 106, 107 en regard et, 10 - d'autre part, a une modification de l'angle de l'axe d'articulation du premier palier 104.

On noter a que ledi t troncon d' extremi te de chacune des poutres 106 porte un levier d'actionnement 111 au voisinage du premier palier 104. 15 Chaque poutre 107 porte un troisieme palier 112 au voisinage du point de liaison de la poutre 107 a la traverse 109.

De preference, l'element de contreventement 101 est obtenu par fabrication additive.

Le dimensionnement de l'element 20 de contreventement 101 pour qu'il supporte les efforts mis en jeu dans un atterrisseur est a la portee de l'homme du metier.

Ainsi, l' ecartement des voiles et leur epaisseur seront notamment definis en fonction du moment d'inertie souhaite. 25 Bien entendu, l' invention n' est pas limi tee au mode de realisation decrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que definie par les revendications.

En particulier, bien que le caisson et l'element de con- 30 treventement aient ici ete decrits comme etant fabriques en mettant en ~uvre un procede de fabrication additive, le caisson et l'element de contreventement peuvent etre fabriques par tout moyen et par exemple par construction mecanosoudee ou par moulage. 35 Bien que le caisson et l'element de contreventement aient ici ete decrits comme etant d'une seule piece, le caisson et l' element de contreventement peuvent comprendre plusieurs parties assemblees les unes aux autres par exemple par soudage, boulonnage, collage, emmanchement a force ... 5 Bien qu'ici le palier d'articulation de la contrefiche soit en deux parties, ce palier peut etre en une seule partie.

Bien que le support 10 soit ici agence pour accueillir un actionneur de direction rotatif, le support 10 pourrait comprendre une douille d'axe perpendiculaire a l'axe cen- 10 tral 23 pour accueillir un actionneur de direction lineaire.

Bien que l'invention ait ici ete decrite en application a un caisson d'atterrisseur et a un element de contreventement, l'invention est applicable a toute piece structurelle 15 d' un atterrisseur et par exemple une contrefiche, une bielle ...

La piece structurelle en question peut comprendre une ou plusieurs interfaces de liaison a l'aeronef et une ou plusieurs interfaces de liaison a une ou plusieurs autres pieces structurelles, ou des interfaces de liaison 20 uniquement a d'autres pieces structurelles.

La piece structurelle peut avoir une des deux interfaces formees par deux premiers paliers coaxiaux d'articulation de la piece structurelle a l'aeronef et les voiles ont une forme sensiblement triangulaire ayant deux sommets voisins des deux pre- 25 miers paliers.

Le corps tubulaire 2 peut avoir d'autres formes que celle representee : avec ou sans massif, ou un massif s'etendant sur toute ou partie de la longueur du manchon, ou deux massifs diametralement opposes auxquels se raccordent les 30 deux voiles de chaque paire de voiles; avec ou sans collerette externe ; avec ou sans premieres nervures, ou avec des premieres nervures de forme differente; avec ou sans deuxiemes nervures, ou avec des deuxiemes nervures de forme differente ; avec ou sans douille 11... 35 La surface interne 31 du voile 3 peut etre espacee de 11 l'enveloppe exterieure theorique du manchon 20 a l'aplomb du massif 22.

Plut6t que tangenter la surface exterieure 21 du manchon 2 0, les voiles 3, 4 pourrai t intersecter ladi te surface 5 exterieure 21.

Claims

12 REVENDICATIONS 1. Atterrisseur comprenant des pieces structurelles agencees pour relier une roue a une structure d'un aeronef 5 et pour encaisser des efforts d'atterrissage, chaque piece structurelle comportant au moins deux interfaces de liaison a au moins une autre des pieces structurelles ou a la structure de l'aeronef et l'une des pieces structurelles (1, 101) est un element de contreventement caracterise en 10 ce qu'il comporte au moins deux voiles (3, 4; 102, 103) qui s' etendent en regard l' un de l' autre en delimitant entre eux un espace libre et qui relient les deux interfaces pour transmettre les efforts de l'une a l'autre, en ce que l'une des deux interfaces comprend deux premiers 15 paliers (5 ; 104) coaxiaux d'articulation de la piece structurelle (1, 101) et les voiles (3, 4 ; 102, 103) ont une forme sensiblement triangulaire ayant deux sommets voisins des deux premiers paliers et l'autre des interfaces comprend un deuxieme palier (105) d'articulation de 20 l' element de contreventement, et en ce que chacun des voiles (102, 103) a deux cotes formes par une poutre (106, 107) s'etendant entre l'un des premiers paliers (104) et le deuxieme palier (105). 25 2. Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel chaque poutre (106, 107) de chaque voile (102, 103) est reliee a la poutre (107, 106) de l' autre voile (103, 102) se trouvant en regard par des traverses (108, 109). 30 3. Atterrisseur selon la revendication 2, dans lequel les traverses comprennent des traverses inclinees (108). Date Rec;ue/Date Received 2022-01-07 13 4. Atterrisseur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel chaque poutre (106, 107) de chaque voile (102, 103) a un tron~on d'extremite voisin du premier palier (104) et 5 les tron~ons d'extremite des poutres en regard sont reliees l'une a l'autre par une paroi (110). 5. Atterrisseur selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, dans lequel au moins l'un des voiles 10 (3, 4) comprend une surepaisseur peripherique (33, 34, 43, 4 4) . 6. Atterrisseur selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, comprenant une nervure (6) ayant deux 15 bords opposes solidaires des voiles (3, 4) pour s'etendre transversalement a ceux-ci. 7. Atterrisseur selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, dans lequel la piece structurelle 20 est obtenue par fabrication additive. Date Rec;ue/Date Received 2022-01-07