FR2953806A1 - Train d'atterrissage pour aeronef, a balancier avec pivot et a diabolo articule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un train d'atterrissage (1) pour un aéronef, ce train d'atterrissage (1) comprenant un balancier (2) avec une première zone extrémale (2a) destinée à être fixée en au moins un point de la structure de l'aéronef et une deuxième zone extrémale (2b) reliée par l'intermédiaire d'un pivot (3) à un diabolo (4) comportant une fusée (9) reliant deux roues (R1, R2) d'atterrissage, ledit pivot (3) présentant une première partie (3b) fixée à ladite deuxième zone extrémale (2b) du balancier (2) et une seconde partie (3c) présentant par rapport à la première partie (3b) une liberté de pivotement autour d'un axe médian de rotation (A1, A2) dudit pivot (3), ladite seconde partie (3c) étant en liaison avec ladite fusée (9) du diabolo (4). De plus, la liaison entre la seconde partie (3c) dudit pivot (3) et ladite fusée (9) présente une articulation (6).

Description

« Train d'atterrissage pour aéronef, à balancier avec pivot et à diabolo articulé» La présente invention concerne un train d'atterrissage pour aéronef avec un balancier muni d'un pivot et un diabolo de roues d'atterrissage articulé. Un tel train d'atterrissage comprend un balancier relié à sa partie inférieure par l'intermédiaire d'un pivot à un ensemble de deux roues reliées par une fusée, cet ensemble étant appelé couramment diabolo.

On rappelle qu'un train d'atterrissage peut comporter d'une part des trains d'atterrissage principaux proches du centre de gravité afin de supporter une grande partie de la masse de l'aéronef et, d'autre part un train d'atterrissage auxiliaire agencé à l'avant ou à l'arrière de cet aéronef pour participer à la conduite de cet aéronef au sol. A ce propos, un train d'atterrissage agencé à l'avant d'un aéronef est dénommé « train d'atterrissage avant », alors qu'un train d'atterrissage agencé à l'arrière d'un aéronef est dénommé « train d'atterrissage arrière ».

Un train d'atterrissage auxiliaire est alors orientable contrairement à un train d'atterrissage principal. En outre, un train d'atterrissage dénommé « train d'atterrissage tricycle » comporte alors deux trains d'atterrissage principaux et un train d'atterrissage auxiliaire.

Dès lors, le train à balancier peut être utilisé en guise de train d'atterrissage auxiliaire pour un aéronef, celui-ci étant notamment un hélicoptère.

Dans ce cas d'utilisation comme train d'atterrissage auxiliaire, il est nécessaire de monter le diabolo sur un pivot afin d'autoriser les manoeuvres au sol. Dans une représentation schématique du train d'atterrissage à balancier montrée à la figure 1, ce train 1 est composé d'un balancier 2, d'un pivot 3 et d'un diabolo 4 dans une position statique au sol parfait. Ce diabolo 4 forme un ensemble comportant un arbre dénommé « fusée » reliant deux roues, dont une seule R est visible sur la figure 1. Les deux roues du diabolo sont disposées de part et d'autre du plan médian du pivot 3 et du balancier 2. Le pivot 3 présente alors une première partie 3b fixée au balancier 2 et une deuxième partie 3c s'étendant le long d'un axe médian de rotation Al du pivot 3, la deuxième partie 3c étant fixée au diabolo 4. Dès lors, la deuxième partie 3c présente une liberté de pivotement autour dudit axe médian de rotation Al par rapport à la première partie 3b. Dans cette position, l'axe médian de rotation Al du pivot 3 est sensiblement perpendiculaire au sol S. Les roues R du diabolo 4 sont alors appliquées contre le sol S de manière symétrique. Cependant, comme les aéronefs équipés d'un tel train d'atterrissage à balancier présentent des masses d'utilisation variables qui varient approximativement du simple au double entre la masse minimale et la masse maximale d'utilisation, leur train d'atterrissage à balancier est soumis à des forces différentes lors de son utilisation. Ainsi, lors de son utilisation, il se peut que la flèche statique du train d'atterrissage varie et que l'axe médian de rotation Al du pivot ne soit plus perpendiculaire au sol.

La figure 2 illustre un exemple de position du train d'atterrissage à balancier où l'axe médian de rotation n'est plus perpendiculaire au sol, ceci pouvant par exemple être le cas pour un aéronef léger ou bien centré longitudinalement très en arrière. Les éléments 2, 3 et 4 de ce train 1 d'atterrissage à balancier restent inchangés en comparaison avec la figure 1. Par contre l'axe médian de rotation A2 du pivot 3, dans cet exemple de position, n'est plus perpendiculaire au sol S.

Dans une certaine mesure, une telle inclinaison du pivot 3 n'est pas gênante en soi tant que le diabolo 4 peut remplir sa fonction. Cependant, en cas de virage ou de remorquage avec une composante latérale, l'effet de l'inclinaison du pivot 3 ne rend plus symétriques les deux roues R du diabolo 4 au point de pouvoir soulever l'une des roues. Un exemple d'un tel soulèvement de roues d'un train d'atterrissage à balancier est montré à la figure 3. Du fait de l'inclinaison de l'axe médian de rotation A2 du pivot 3 par rapport à la verticale, une première roue RI du diabolo 4 n'est plus en contact avec le sol S, ce diabolo 4 ne reposant contre le sol S que par sa seconde roue R2. Ce phénomène présente cinq effets négatifs : - accroissement de la charge sur la roue restant au sol, donc diminution de sa durée de vie ou bien nécessité d'assurer son renforcement, d'où un supplément de matière pour sa construction augmentant son encombrement et sa masse de même que supplément de coût pour sa fabrication, - génération d'un moment de torsion supplémentaire dans les éléments du train à cause de la dissymétrie de réaction aux deux roues du diabolo, - génération d'un mouvement de rappel autour d'un axe vertical qui va rendre l'appareil légèrement sous-vireur pour les angles faibles et légèrement sur-vireur pour les angles élevés, - dans les cas de virage, comme la roue qui supporte la charge est la roue intérieure, ceci engendre une diminution du triangle de stabilité de l'aéronef en virage, - aspect visuel décevant et anti-mécanique. Pour pallier ces inconvénients, il a été proposé, dans une première solution, d'utiliser une roue unique, puisque le phénomène est généré par l'utilisation d'un diabolo. Cette solution est d'ailleurs parfois utilisée pour un train d'atterrissage arrière. L'utilisation d'une roue unique permet de résoudre seulement trois des inconvénients précités, c'est à dire la distribution de charge, le moment de torsion et la diminution de stabilité en virage. Il subsiste néanmoins l'inconvénient précité du moment de rappel, bien que légèrement réduit, ainsi que l'inconvénient concernant l'aspect esthétique. Si ces deux inconvénients restant peuvent être acceptables pour un train d'atterrissage arrière, par exemple une roulette de queue, ceci n'est pas le cas pour un train d'atterrissage avant.

Par ailleurs, l'utilisation d'une roue unique implique de prévoir une roue de taille plus grande que la taille des deux roues d'un diabolo. Une telle roue utilisée sur un train d'atterrissage rétractable présente donc le désavantage de réclamer une case de train plus vaste.

Une seconde solution proposée est l'utilisation d'un élément mécanique actif permettant aux deux roues du diabolo de rester au contact du sol. Dans un contexte similaire, le document CA-A-523 199 décrit un train d'atterrissage permettant notamment le pilotage au sol d'un aéronef par orientation du diabolo autour d'un axe vertical. Ce document propose de compenser soit l'inclinaison de la fusée du diabolo soit d'introduire un système mécanique destiné à générer des vitesses de rotation différentes aux deux roues du diabolo. Il y a donc ajout d'un système de compensation actif compliqué qui augmente le coût d'un tel train d'atterrissage ainsi que son encombrement et sa masse.

De plus, ce document ne traite pas du problème provoqué par l'inclinaison du pivot du train d'atterrissage par rapport à la verticale. Le problème de la présente invention est de pouvoir corriger une dissymétrie d'appui au sol des roues du diabolo d'un train d'atterrissage à balancier quand le pivot de ce train d'atterrissage se trouve en position inclinée par rapport à la verticale lors de l'utilisation dudit train d'atterrissage, ceci avec un élément de correction simple et efficace. A cet effet, l'invention a pour objet un train d'atterrissage pour un aéronef, ce train d'atterrissage comprenant un balancier avec une première zone extrémale destinée à être fixée en au moins un point de la structure de l'aéronef et une deuxième zone extrémale reliée, par l'intermédiaire d'un pivot, à un diabolo comportant une fusée reliant deux roues d'atterrissage, ledit pivot présentant une première partie fixée sur ladite deuxième zone extrémale du balancier et une seconde partie présentant par rapport à la première partie une liberté de pivotement autour d'un axe médian de rotation dudit pivot, ladite seconde partie étant en liaison avec ladite fusée du diabolo, caractérisé en ce que la liaison entre la seconde partie dudit pivot et ladite fusée présente une, articulation. Avantageusement, l'articulation est disposée au milieu de ladite fusée et présente un axe de pivotement perpendiculaire à ladite fusée ainsi qu'à l'axe médian de rotation du pivot. Avantageusement, le mouvement de pivotement de l'articulation est limité par au moins une butée. Ladite au moins une butée peut alors être agencée à l'intérieur ou à l'extérieur de ladite articulation, par exemple sur la fusée.

Préférentiellement, ladite articulation présente des paliers lisses, de tels paliers étant connus par l'homme du métier. En alternative, ladite articulation présente des paliers élastomères, par exemple des paliers du type pouvant être utilisé sur les articulations des triangles inférieurs des trains avant d'automobiles. Ces paliers sont généralement constitués de deux tubes concentriques reliés ensemble par un matériau élastomère vulcanisé. Le montage par serrage ou tout autre moyen assure une certaine isolation des vibrations, et génère l'articulation avec un couple de rappel dépendant du dimensionnement de l'élastomère. A titre de variante, les paliers peuvent également être réalisés par l'emploi de rotules ou de roulements.

Avantageusement, le train d'atterrissage comporte un système d'amortissement et d'absorption d'énergie comprenant un cylindre et une tige coulissante dans ce cylindre, ledit cylindre présentant un prolongement muni d'un premier moyen de fixation destiné à servir de fixation sur une structure d'un aéronef, ladite tige ayant un deuxième moyen de fixation relié à la première partie dudit pivot. Avantageusement, la première partie du pivot comprend un fût tubulaire dans lequel vient s'insérer une deuxième partie du pivot, cette deuxième partie comprenant un organe de liaison pivotant librement autour de l'axe médian de rotation du pivot, l'organe de liaison ayant une première portion extrémale pénétrant partiellement dans le fût tubulaire et une deuxième portion extrémale liée à la fusée par ladite articulation.

Avantageusement, la deuxième portion extrémale présente une angulation avec la première portion extrémale, cette deuxième portion extrémale assurant la liaison avec ladite fusée du diabolo. La première portion extrémale et la deuxième portion extrémale sont alors désalignés.

L'invention concerne également un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un tel train d'atterrissage. Préférentiellement, le train d'atterrissage est un train d'atterrissage auxiliaire. L'effet technique d'une telle articulation disposée entre l'extrémité inférieure du pivot et le centre du diabolo est de restaurer une symétrie de fonctionnement du diabolo afin de permettre notamment à ses deux roues de rester également en contact avec le sol même quand l'axe médian de rotation du pivot du train d'atterrissage n'est pas dans une position perpendiculaire au sol. L'invention va maintenant être décrite plus en détail mais de façon non limitative en regard des figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'une vue de profil d'un train d'atterrissage à balancier, selon l'état de la technique, dans une position statique au sol avec l'axe médian de rotation du pivot perpendiculaire au sol, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue de profil d'un train d'atterrissage à balancier, selon l'état de la technique, dans une position statique au sol avec l'axe médian de rotation du pivot incliné par rapport à la verticale, - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue de profil d'un train d'atterrissage à balancier, selon l'état de la technique, dans une position statique au sol avec l'axe médian de rotation du pivot incliné par rapport à la verticale, le diabolo ayant pivoté de 90 degrés autour de l'axe médian de rotation du pivot par rapport à la figure 2, une des roues du diabolo se trouvant alors décollée du sol, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue de profil d'un train d'atterrissage à balancier dans une position statique au sol avec l'axe médian de rotation du pivot incliné par rapport à la verticale, ce train étant muni d'une articulation entre pivot et fusée du diabolo, conformément à la présente invention. Les figures 1 à 3 ont déjà été décrites dans la partie introductive de la description de la présente demande et présente un train d'atterrissage selon l'état de la technique.

Le train d'atterrissage comprend un balancier 2 qui s'étend d'une première zone extrémale 2a vers une deuxième zone extrémale 2b. Dès lors, la première zone extrémale 2a représentant la partie supérieure du balancier 2 est articulée en au moins un point d'une structure portée par l'aéronef, cette structure n'étant pas représentée sur les figures. On comprend que cette structure peut être avantageusement une partie inférieure du fuselage de l'aéronef ou un élément dépendant de cette partie inférieure, cette structure étant suffisamment résistante pour supporter les charges provenant du train d'atterrissage. De plus, le train d'atterrissage est muni d'un pivot 3 pouvant comprendre une première partie 3b sous la forme d'un fût tubulaire 20 ouvert d'un côté pour la réception d'une seconde partie 3c du pivot 3. Plus précisément, la seconde partie 3c comprenant un organe de liaison 30 s'étendant d'une première portion extrémale 8' vers une deuxième portion extrémale 8. La première portion extrémale 8' pénètre partiellement dans le fût tubulaire 20 et coopère avec ce fût tubulaire 20. A l'inverse, la deuxième portion extrémale 8 est reliée à un diabolo 4. A ce propos, il convient de noter que les deux roues R1, R2 du diabolo 4 sont indépendantes, c'est à dire que bien qu'elles soient sur la même fusée 9, il n'y a pas de liaison mécanique en rotation entre elles. Ainsi, les deux roues ont des vitesses de rotation différentes quand l'aéronef au sol décrit des virages. La première extrémité 3b' du fût tubulaire 20, opposée à sa deuxième extrémité 3b" ouverte pour la réception de la première portion extrémale 8' de l'organe de liaison 30, est fixée à la deuxième zone extrémale 2b du balancier 2.

En outre, on note que l'organe de liaison 30 est libre de pivoter autour de l'axe médian de rotation du pivot 3, cet axe médian de rotation étant respectivement référencé Al sur la figure 1 et A2 sur les figures 2 à 4.

L'organe de liaison 30 est donc seulement partiellement contenu dans le fût tubulaire 20 et présente ainsi une portion faisant saillie à l'extérieur de ce fût tubulaire 20. Cette portion faisant saillie se termine par une deuxième portion extrémale 8 faisant, éventuellement, un angle par rapport au reste de l'organe de liaison 30 et notamment par rapport à la première portion extrémale 8'. Cette deuxième portion extrémale 8 dudit pivot 3 est en liaison avec la fusée 9 du diabolo 4. Ainsi, l'organe de liaison 30 comporte successivement une première portion extrémale 8' prolongée par la deuxième portion extrémale 8, la première portion extrémale 8' pénétrant partiellement dans le fût tubulaire 20 alors que la deuxième portion extrémale 8 située à l'extérieur du fût tubulaire 20 est liée à la fusée 9. Avantageusement, un amortisseur 5 peut être disposé entre un point de la structure de l'aéronef et le pivot 3. Classiquement, cet amortisseur 5 comprend un cylindre 10 et une tige 11 coulissante dans ce cylindre 10. Le cylindre 10 de l'amortisseur 5 est alors relié audit point de la structure de l'aéronef par un premier moyen de fixation 5a d'un prolongement 12. A l'inverse, un deuxième moyen de fixation 5b de la tige 11 de l'amortisseur 5 est relié au pivot 3 par un appendice 3a, cet appendice 3a se trouvant dans la partie supérieure dudit pivot 3.

En référence à la figure 4, l'invention est remarquable en ce qu'elle comporte une articulation 6 agencée entre la partie inférieure du pivot 3, à savoir la deuxième portion extrémale 8 de sa seconde partie 3c pivotante, et la fusée 9 du diabolo 4 présentant les deux roues R1 et R2 du train d'atterrissage à balancier. Mise à part cette articulation 6, les autres éléments du train 1 d'atterrissage à balancier restent inchangés en comparaison des figures 1 à 3.

En se référant à la figure 4, conformément à la présente invention, le train d'atterrissage 1 pour un aéronef comprend un balancier 2, le balancier 2 ayant une première zone extrémale 2a destinée à être fixée en au moins un point de la structure de l'aéronef et une deuxième zone extrémale 2b. Cette deuxième zone extrémale 2b est reliée par l'intermédiaire d'un pivot 3 à un diabolo 4 comportant une fusée 9 liant deux roues R1 et R2 d'atterrissage, le pivot 3 présentant une première partie 3b fixée à ladite deuxième zone extrémale 2b du balancier 2 et une seconde partie 3c présentant par rapport à la première partie 3b une liberté de pivotement autour de l'axe médian de rotation A2 dudit pivot 3, ladite seconde partie 3c étant en liaison avec ladite fusée 9 du diabolo 4. Ce train d'atterrissage 1 est caractérisé en ce que la liaison entre la seconde partie 3c dudit pivot 3 et ladite fusée 9 du diabolo 4 présente une articulation 6. L'articulation 6 du train d'atterrissage 1, selon la présente invention, peut être qualifiée de passive parce qu'elle n'initie pas, à proprement dit, une action de correction sur le diabolo 4 comme pourrait le faire un vérin ou tout autre moyen de correction actif de position du diabolo 4. Au contraire, son action s'effectue quand rien ne s'oppose à un pivotement du diabolo 4 par rapport au pivot 3. Cette caractéristique permet, sans l'ajout de moyens mécaniques de correction compliqués et encombrants, de conserver une fusée 9 du diabolo 4 reliant ses deux roues R1 et R2 qui soit parallèle au sol, ceci quelque soit l'inclinaison de l'axe médian de rotation du pivot 3. La fusée 9 du diabolo 4 reste ainsi sensiblement parallèle au sol S et les deux roues R1 et R2 du diabolo 4 reposent de manière symétrique contre le sol S, étant donné que ladite fusée 9 peut effectuer un mouvement de pivotement par rapport au pivot 3, ceci par l'intermédiaire de l'articulation 6. Ce mouvement de pivotement de la fusée 9 du diabolo 4 par rapport à la seconde partie 3c du pivot 3 par l'intermédiaire de l'articulation 6 est avantageusement limité par une butée 13a ou 13b afin qu'il n'y ait pas interférence entre une partie 7 de la seconde partie 3c du pivot 3 se trouvant en vis-à-vis d'une roue et l'extrémité supérieure de cette roue, par exemple une partie 7 de la roue R2 sur la figure 4.

En outre, on note sur cette figure 4 la présence d'une butée 13a ou 13b représentée de chaque côté du pivot 3 faisant face à une roue R1 ou R2. Ces butées sont disposées à l'extérieur de l'articulation 6 et présentent respectivement une forme de téton 13a ou 13b. Il est à garder à l'esprit que la butée 13a ou 13b selon la présente invention peut cependant présenter une autre forme ou être localisée ailleurs. Selon un premier mode préféré de réalisation de l'articulation 6 selon la présente invention, cette articulation 6 présente avantageusement des paliers lisses.

De tels paliers lisses assurent le guidage par glissement lors du pivotement de la fusée du diabolo 4 par rapport au pivot 3. Ils sont ainsi avantageusement dépourvus d'éléments interposés entre la fusée 9 et la deuxième portion extrémale 8 de la seconde partie 3c du pivot 3, représentant l'extrémité inférieure de ce pivot 3, contrairement aux paliers à billes dont le guidage est assuré par un ou plusieurs roulements. Le glissement relatif de la fusée 9 du diabolo 4 par rapport au pivot 3 s'effectue ainsi avec un minimum d'usure et de frottement.

Le mouvement de glissement se produit directement entre le revêtement de glissement du corps de palier et la pièce à supporter, c'est-à-dire la fusée 9 du diabolo 4. Une lubrification peut être assurée par des lubrifiants intégrés à la couche de glissement ou par une couche solide appliquée sur le corps du palier. Selon un second mode de réalisation de l'articulation 6 selon la présente invention, ladite articulation 6 peut présenter des paliers élastomères. Ceux-ci présentent, en outre, la possibilité de pouvoir exercer un léger rappel à plat sur le diabolo 4. Alternativement, il est aussi possible d'utiliser des paliers de roulement, par exemple à billes, rouleaux ou à aiguilles. Les avantages de la présente invention sont nombreux. On pourra citer entre autres : - la distribution égale de la charge entre les deux roues du diabolo, - la suppression du moment de torsion généré par la différence de charge entre les deux roues du diabolo, - une légère réduction du moment de rappel autour de l'axe vertical, - une augmentation de la stabilité en virage. L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation 5 décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Train d'atterrissage (1) pour un aéronef, ce train d'atterrissage (1) comprenant un balancier (2) avec une première zone extrémale (2a) destinée à être fixée en au moins un point de la structure de l'aéronef et une deuxième zone extrémale (2b) reliée par l'intermédiaire d'un pivot (3) à un diabolo (4) comportant une fusée (9) reliant deux roues (RI, R2) d'atterrissage, ledit pivot (3) présentant une première partie (3b) fixée à ladite deuxième zone extrémale (2b) du balancier (2) et une seconde partie (3c) présentant par rapport à la première partie (3b) une liberté de pivotement autour d'un axe médian de rotation (Al, A2) dudit pivot (3), ladite seconde partie (3c) étant en liaison avec ladite fusée (9) du diabolo (4), caractérisé en ce que la liaison entre la seconde partie (3c) dudit pivot (3) et ladite fusée (9) présente une articulation (6).
2. 2. Train d'atterrissage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation (6) est disposée au milieu de ladite fusée (9) et présente un axe de pivotement perpendiculaire à ladite fusée (9) ainsi qu'audit axe médian de rotation (Al, A2) du pivot (3).
3. 3. Train d'atterrissage (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouvement de pivotement de l'articulation (6) est limité par au moins une butée (13a, 13b).
4. 4. Train d'atterrissage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que ladite articulation (6) présente des paliers lisses.
5. 5. Train d'atterrissage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite articulation (6) présente des paliers élastomères.
6. 6. Train d'atterrissage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'amortissement et d'absorption d'énergie (5) comprenant un cylindre (10) et une tige (11) coulissante dans ce cylindre (10), ledit cylindre (10) présentant un prolongement (12) muni d'un premier moyen de fixation (5a) destiné à servir de fixation sur une structure d'un aéronef, ladite tige (1 1) ayant un deuxième moyen de fixation (5b) relié à la première partie (3b) dudit pivot (3).
7. 7. Train d'atterrissage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première partie (3b) du pivot (3) comprend un fût tubulaire (20), ladite deuxième partie (3c) comprenant un organe de liaison (30) pivotant librement autour dudit axe médian de rotation (Al, A2) du pivot (3), ledit organe de liaison ayant une première portion extrémale (8') pénétrant partiellement dans ledit fût tubulaire (20) et une deuxième portion extrémale (8) liée à la fusée par ladite articulation.
8. 8. Train d'atterrissage (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la deuxième portion extrémale (8) présente une angulation avec la première portion extrémale (8'),cette deuxième portion extrémale (8) assurant la liaison avec ladite fusée (9) du diabolo (4).
9. 9. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un train 5 d'atterrissage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. 10. Aéronef selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le train d'atterrissage (1) est un train auxiliaire.