WO2013072286A1 - Atterrisseur à partie inférieure orientable - Google Patents

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WO2013072286A1 PCT/EP2012/072414 EP2012072414W WO2013072286A1 WO 2013072286 A1 WO2013072286 A1 WO 2013072286A1 EP 2012072414 W EP2012072414 W EP 2012072414W WO 2013072286 A1 WO2013072286 A1 WO 2013072286A1
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rotor
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landing gear
secured
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Inventor
Edouard Campbell
Sébastien Dubois
Nicolas Keller
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Messier-Bugatti-Dowty
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/50—Steerable undercarriages; Shimmy-damping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/58—Arrangements or adaptations of shock-absorbers or springs
    • B64C25/60—Oleo legs

Definitions

  • the invention relates to an undercarriage with a steerable lower part.
  • Aircraft undercarriages comprising an orientable lower part carrying the wheels of the undercarriage, and an orientation member adapted to rotate the orientable lower part in response to an orientation order.
  • the orientation member often comprises one or two jacks which act on the swiveling lower part.
  • Other types of orientation member are known, for example rack and pinion.
  • steering members comprising a hydraulic motor actuator cooperating with a toothed wheel integral with the orientable lower part of the undercarriage.
  • an orientation member comprising an actuator with an electric motor cooperating with a toothed wheel integral with the orientable lower part of the undercarriage.
  • Document FR2899871 discloses an aircraft undercarriage comprising an orientable lower part and an orientation member which is adapted to rotate the orientable lower part in response to an orientation order, and which comprises a plurality of electromechanical actuators. Orientation each comprising an electric orientation motor and arranged on the landing gear to co-operate simultaneously with the orientable lower part in order to cause its orientation.
  • the actuators are placed for example on the caisson of the undercarriage to cooperate with a ring gear which is carried by a tube rotating internally to the box, or a rotating collar externally to the box, the tube or the collar being secured in rotation to the lower orientable portion.
  • the actuators generally include reducers that complicate their design and manufacture. Furthermore, it is necessary to provide disengaging means for separating the actuators from the swiveling lower part, to prevent a blockage of the actuators (for example a breakage of a tooth of a gear of the reducer) does not prevent the orientation of the orientable lower part.
  • the invention relates to a lander with steerable lower part of simplified structure.
  • an aircraft undercarriage comprising a caisson in which a steerable lower part is slidably mounted, and an orientation member which is adapted to rotate the pivotable lower part in response to a steering wheel, is proposed.
  • the orientation member comprises an electric motor with at least one stator and at least one rotor which extend around the pivotable lower part so that an axis of rotation of the motor coincides with the pivot axis the orientable lower part, the stator being secured to the housing and the rotor rotatably connected to the swiveling lower part.
  • a single drive member provides the orientation function, without risk of blocking, since if for any reason the engine could not be powered, the rotor of the engine, and therefore the steerable portion of 1 landing gear would remain free in rotation and would not prevent the orientation of the aircraft by other means, for example by differential braking.
  • this provision allows the direct application on the steerable lower part of a torque independent of the angular position thereof, avoiding the use of a gearbox.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of a lander with steerable bottom portion according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic longitudinal sectional view of a lander with steerable bottom portion according to a second particular embodiment of the invention
  • Figure 3 is a schematic longitudinal sectional view of a lander with steerable bottom portion according to a third particular embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a schematic longitudinal sectional view of a lander with steerable bottom portion according to a fourth particular embodiment of the invention.
  • the undercarriage according to a first particular embodiment of the invention comprises a caisson 1 intended to be articulated by its upper end to a structure of an aircraft.
  • the casing is associated with bracing means for stabilizing the undercarriage in the deployed position illustrated here. These means are well known and will not be detailed.
  • a rod 102 of circular current section cylindrical is mounted to slide tightly in the housing 101.
  • the rod is guided by a lower guide bearing 105 carried by the housing 101, and by an upper guide bearing 106 carried by the rod 102.
  • the rod 102 carries in the lower part an axle 103 carrying wheels 104.
  • the rod 102 and the box 101 form in a manner known per se the two telescopic parts of an oleopneumatic damper.
  • the hydraulic fluid of the shock absorber is symbolized by lines, while the gas of the shock absorber is symbolized by dots.
  • the plunger tube 107 of the damper carrying a diaphragm 108 we distinguish here the plunger tube 107 of the damper carrying a diaphragm 108.
  • the invention relates to the manner in which the steerable lower part of the undercarriage comprising the rod 102, the axle 103 and the wheels 104 is actuated to pivot about a longitudinal axis of the rod.
  • an electric motor 110 is installed around the box, with a stator 111 disposed in an outer cage 112 extending around a lower portion of the box 101 being secured to the latter, and a rotor 113 which is extends internally to the stator 111 being secured to a tube 114 rotatably mounted around the housing 101.
  • the rotating tube 114 is connected to the rod 102 by a compass 115 which shows the two branches 115a and 115b.
  • the compass 115 leaves free the depression of the rod 102 in the box 101, while rotating the rod 102 to the rotating tube 114, and therefore to the rotor 113 of the engine 110.
  • the axis of rotation of the motor 110 coincides with a pivot axis of the sliding rod 102 and therefore of the swiveling lower part in the casing 101
  • the large diameter of the motor 110 which extends here around the box, allows to develop a significant torque to cause the rotation of the swiveling lower part without the use of a reducer.
  • the motor when the motor is not powered, it opposes a residual magnetic torque that does not interfere with pivoting of the pivotable lower part under the effect of a differential braking, or under the action of a towing tractor coupled to the swiveling lower part, without the need to disconnect the branches of the compass.
  • stator 211 of the electric motor 210 is now directly secured to the casing, while the rotor 213 now extends externally to the stator 211, while being integral with a collar 214, which replaces the rotating tube.
  • the compass 215 is integral with the collar 214.
  • the axis of rotation of the motor 210 coincides with a pivoting axis of the sliding rod 202 and therefore of the pivotable lower part in the casing 201.
  • the stator 311 of the electric motor 310 is still integral with the box, but is brought to inside of it.
  • the rotor 313 extends facing the stator 311 while being secured to a rotating tube 314 rotatably mounted inside the casing 301 and extending between the casing 301 and the rod 302.
  • This configuration makes it necessary to carry the lower bearing 305 for guiding the rod by the rotating tube 314.
  • a so-called reversed damper has been used, in wherein the hydraulic fluid and the gas are confined within the sliding rod 302 and the plunger tube 307.
  • the upper guide bearing 306 is also carried by the rotating tube 314. This guidance is found for example in 1 auxiliary undercarriage of the AIRBUS A320.
  • the axis of rotation of the motor 310 coincides with a pivot axis of the sliding rod 302 and therefore of the rotatable lower part in the casing 301.
  • the stator 411 of the electric motor 410 is always integral with the casing 410, and still extends inside the latter, but this time, the rotor 413 is directly integral with the sliding rod 402.
  • the rotor 413 slides with the sliding rod opposite the stator 411.
  • the relative axial position and the lengths of the stator 411 and the rotor 413 are of course provided so that the rotor 413 is always under the magnetic influence of the stator 411, regardless of the depression of the damper. This arrangement avoids the use of a rotating tube or collar and the associated compass and contributes to appreciable weight gain.
  • the damper is of conventional type, so that the electric motor 410 is immersed in the hydraulic fluid of the damper.
  • the direct attachment of the rotor 413 to the sliding rod 402 can also be implemented with a landing gear comprising an inverted damper as shown in FIG. 3.
  • the rotating tube is then removed, and the rotor 413 is directly secured to the sliding rod.
  • the axis of rotation of the motor 410 coincides with a pivot axis of the sliding rod 402 and therefore of the rotatable lower part in the casing 401.
  • the electric motor extends around the sliding rod, to impart to it a rotational movement that allows the orientation of the orientable lower part of the undercarriage.
  • stator is secured to the box facilitates its power supply by a bundle of electric cables down the box until its connection to electrical power connectors of the engine;
  • the motor control is greatly simplified, since the torque it delivers is substantially independent of the angular position of the swiveling lower part. This is not the case of the push-pull orientation members, which can be found, for example, on the auxiliary undercarriage of the AIRBUS 1340.
  • the pivotable lower part can be enslaved in position by means of a simple feedback loop in position, bypassing an internal speed feedback loop.
  • the electric motor will be chosen to deliver a sufficient, for example a torque motor type

Abstract

L'invention est relative à un atterrisseur d'aéronef comportant un caisson (401) dans lequel une partie inférieure orientable (402) est montée pour coulisser, et un organe d'orientation qui est adapté à faire tourner la partie inférieure orientable en réponse à un ordre d'orientation. Selon l'invention, l'organe d'orientation comporte un moteur électrique (410) avec au moins un stator (411) et au moins un rotor (413) qui s'étendent autour de la partie inférieure orientable de sorte qu'un axe de rotation du moteur coïncide avec axe de pivotement de la partie inférieure orientable, le stator étant solidarisé au caisson et le rotor solidaire en rotation de la partie inférieure orientable.

Description

Atterrisseur à partie inférieure orientable
L' invention est relative à un atterrisseur à partie inférieure orientable.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
On connaît des atterrisseurs d'aéronef comportant une partie inférieure orientable portant les roues de 1' atterrisseur, et un organe d'orientation adapté à faire tourner la partie inférieure orientable en réponse à un ordre d'orientation. L'organe d'orientation comporte souvent un ou deux vérins qui agissent sur la partie inférieure orientable. On connaît d'autres types d'organe d'orientation, par exemple à crémaillère. Dans le domaine des aéronefs navals embarqués, il est connu d'utiliser des organes d'orientation comportant un actionneur à moteur hydraulique coopérant avec une roue dentée solidaire de la partie inférieure orientable de 1 ' atterrisseur . Dans le domaine des aéronefs légers, il est connu d'utiliser un organe d'orientation comportant un actionneur à moteur électrique coopérant avec une roue dentée solidaire de la partie inférieure orientable de 1' atterrisseur.
On connaît du document FR2899871 un atterrisseur d'aéronef comportant une partie inférieure orientable et un organe d'orientation qui est adapté à faire tourner la partie inférieure orientable en réponse à un ordre d'orientation, et qui comporte une pluralité d ' actionneurs électromécaniques d'orientation comportant chacun un moteur électrique d'orientation et disposés sur 1 ' atterrisseur pour coopérer tous simultanément avec la partie inférieure orientable en vue d'en provoquer son orientation. Les actionneurs sont placés par exemple sur le caisson de 1 ' atterrisseur pour coopérer avec une couronne dentée qui est portée par un tube tournant intérieurement au caisson, ou un collier tournant extérieurement au caisson, le tube ou le collier étant solidaire en rotation la partie inférieure orientable.
Les actionneurs comportent en général des réducteurs qui compliquent leur conception et leur fabrication. Par ailleurs, il faut prévoir des moyens de désembrayage pour désolidariser les actionneurs de la partie inférieure orientable, pour éviter qu'un blocage des actionneurs (par exemple une rupture d'une dent d'un pignon du réducteur) n'empêche l'orientation de la partie inférieure orientable.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a pour objet un atterrisseur à partie inférieure orientable de structure simplifiée.
RESUME DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose un atterrisseur d'aéronef comportant un caisson dans lequel une partie inférieure orientable est montée pour coulisser, et un organe d'orientation qui est adapté à faire tourner la partie inférieure orientable en réponse à un ordre d'orientation. Selon l'invention, l'organe d'orientation comporte un moteur électrique avec au moins un stator et au moins un rotor qui s'étendent autour de la partie inférieure orientable de sorte qu'un axe de rotation du moteur coïncide avec axe de pivotement de la partie inférieure orientable, le stator étant solidarisé au caisson et le rotor solidaire en rotation de la partie inférieure orientable.
Ainsi, un unique organe moteur assure la fonction d'orientation, sans risque de blocage, puisque si pour une raison quelconque, le moteur ne pouvait être alimenté, le rotor du moteur, et donc la partie orientable de 1 ' atterrisseur resterait libre en rotation et n'empêcherait pas l'orientation de l'aéronef par d'autres moyens, par exemple par freinage différentiel.
Par ailleurs, cette disposition permet l'application directe sur la partie inférieure orientable d'un couple indépendant de la position angulaire de celle-ci, en évitant un recours à un réducteur.
PRESENTATION DES FIGURES
L' invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée de modes particuliers de réalisation de l'invention, en référence aux figures des dessins annexés, parmi lesquelles :
la figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un atterrisseur à partie inférieure orientable selon un premier mode particulier de réalisation de l'invention ;
la figure 2 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un atterrisseur à partie inférieure orientable selon un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention ;
la figure 3 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un atterrisseur à partie inférieure orientable selon un troisième mode particulier de réalisation de l'invention ;
la figure 4 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un atterrisseur à partie inférieure orientable selon un quatrième mode particulier de réalisation de l'invention ;
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE
L' INVENTION
En référence à la figure 1, 1 ' atterrisseur selon un premier mode particulier de réalisation de l'invention comporte un caisson 1 destiné à être articulé par son extrémité supérieure sur une structure d'un aéronef. Le caisson est associé à des moyens de contreventement pour stabiliser 1 ' atterrisseur en position déployée illustrée ici. Ces moyens sont biens connus et ne seront pas détaillés .
Une tige 102 de section courante circulaire cylindrique est montée à coulissement étanche dans le caisson 101. A cet effet, la tige est guidé par un palier inférieur de guidage 105 porté par le caisson 101, et par un palier supérieur de guidage 106 porté par la tige 102. La tige 102 porte en partie basse un essieu 103 portant des roues 104. La tige 102 et le caisson 101 forment de façon connue en soi les deux parties télescopiques d'un amortisseur oléopneumatique . Le fluide hydraulique de l'amortisseur est symbolisé par des traits, tandis que le gaz de l'amortisseur est symbolisé par des points. On distingue ici le tube plongeur 107 de l'amortisseur portant un diaphragme 108.
L' invention a trait à la façon dont la partie inférieure orientable de l' atterrisseur comprenant la tige 102, l'essieu 103 et les roues 104 sont actionnés pour pivoter autour d'un axe longitudinal de la tige.
Selon l'invention, un moteur électrique 110 est installé autour du caisson, avec un stator 111 disposé dans une cage externe 112 s' étendant autour d'une portion inférieure du caisson 101 en étant solidarisée à ce dernier, et un rotor 113 qui s'étend intérieurement au stator 111 en étant solidaire d'un tube 114 monté tournant autour du caisson 101. Le tube tournant 114 est relié à la tige 102 par un compas 115 dont on voit les deux branches 115a et 115b. Le compas 115 laisse libre l'enfoncement de la tige 102 dans le caisson 101, tout en liant en rotation la tige 102 au tube tournant 114, et donc au rotor 113 du moteur 110. Ainsi, l'axe de rotation du moteur 110 coïncide avec un axe de pivotement de la tige coulissante 102 et donc de la partie inférieure orientable dans le caisson 101
Le diamètre important du moteur 110 qui s'étend ici autour du caisson, permet de développer un couple important propre à provoquer la rotation de la partie inférieure orientable, sans usage d'un réducteur. Par ailleurs, lorsque le moteur n'est pas alimenté, il n'oppose qu'un couple magnétique résiduel ne gênant pas un pivotement de la partie inférieure orientable sous l'effet d'un freinage différentiel, ou encore sous l'action d'un tracteur de remorquage attelé à la partie inférieure orientable, sans qu'il soit besoin de déconnecter les branches du compas.
D'autres modes de réalisation peuvent être mis en œuvre qui présentent les mêmes avantages que ceux décrits ici.
En référence à la figure 2 sur laquelle les éléments communs portent des références augmentées d'une centaine, et selon un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention, le stator 211 du moteur électrique 210 est maintenant directement solidaire du caisson, tandis que le rotor 213 s'étend maintenant extérieurement au stator 211, tout en étant solidaire d'un collier 214, qui remplace le tube tournant. Le compas 215 est solidaire du collier 214.
De la même façon qu'auparavant, l'axe de rotation du moteur 210 coïncide avec un axe de pivotement de la tige coulissante 202 et donc de la partie inférieure orientable dans le caisson 201.
En référence à la figure 3 sur laquelle les éléments communs portent des références augmentées d'une centaine, et selon un troisième mode particulier de réalisation de l'invention, le stator 311 du moteur électrique 310 est toujours solidaire du caisson, mais est porté à l'intérieur de celui-ci. Le rotor 313 s'étend en regard du stator 311 en étant solidaire d'un tube tournant 314 monté tournant à l'intérieur du caisson 301 et qui s'étend entre le caisson 301 et la tige 302. Cette configuration oblige à faire porter le palier inférieur 305 de guidage de la tige par le tube tournant 314. Ici, on a utilisé un amortisseur dit inversé, dans lequel le fluide hydraulique et le gaz sont confinés à l'intérieur de la tige coulissante 302 et du tube plongeur 307. Dans cette configuration, le palier supérieur de guidage 306 est également porté par le tube tournant 314. Ce guidage se retrouve par exemple dans 1 ' atterrisseur auxiliaire de l' AIRBUS A320.
De la même façon qu'auparavant, l'axe de rotation du moteur 310 coïncide avec un axe de pivotement de la tige coulissante 302 et donc de la partie inférieure orientable dans le caisson 301.
En référence à la figure 4, sur laquelle les éléments communs portent des références augmentées d'une centaine, et selon un quatrième mode particulier de réalisation de l'invention, le stator 411 du moteur électrique 410 est toujours solidaire du caisson 410, et s'étend toujours à l'intérieur de celui-ci, mais, cette fois, le rotor 413 est directement solidaire de la tige coulissante 402. Ainsi, le rotor 413 coulisse avec la tige coulissante en regard du stator 411. La position axiale relative et les longueurs du stator 411 et du rotor 413 sont bien sûr prévues de sorte que le rotor 413 soit toujours sous l'influence magnétique du stator 411, quel que soit l'enfoncement de l'amortisseur. Cette disposition évite le recours à un tube tournant ou à un collier, ainsi qu'au compas associé et contribue à un gain de poids appréciable. Dans le mode de réalisation illustré, l'amortisseur est de type classique, de sorte que le moteur électrique 410 baigne dans le fluide hydraulique de l'amortisseur. Cependant, la solidarisation directe du rotor 413 à la tige coulissante 402 peut également être mise en œuvre avec un atterrisseur comportant un amortisseur inversé tel qu'illustré à la figure 3. Le tube tournant est alors supprimé, et le rotor 413 est directement solidarisé à la tige coulissante. De la même façon qu'auparavant, l'axe de rotation du moteur 410 coïncide avec un axe de pivotement de la tige coulissante 402 et donc de la partie inférieure orientable dans le caisson 401.
Dans tous ces modes de réalisation, le moteur électrique s'étend autour de la tige coulissante, pour lui imprimer un mouvement de rotation qui permet l'orientation de la partie inférieure orientable de l'atterrisseur.
Cette disposition présente plusieurs avantages : le fait que le stator soit solidaire du caisson facilite son alimentation électrique par un faisceau de câbles électriques descendant le long du caisson jusqu'à son branchement sur des connecteurs électriques d'alimentation du moteur ;
la commande du moteur est considérablement simplifiée, puisque le couple qu'il délivre est sensiblement indépendant de la position angulaire de la partie inférieure orientable. Ce n'est pas le cas des organes d'orientation de type push-pull, que l'on trouve par exemple sur l'atterrisseur auxiliaire de 1 ' AIRBUS 1340.
On pourra asservir la partie inférieure orientable en position à l'aide d'une simple boucle de rétroaction en position, en se passant d'une boucle de rétroaction interne en vitesse.
Il est très facile de prévoir des redondances dans le dispositif d'orientation de l'invention, par exemple en prévoyant un moteur électrique avec deux stators agissant soit sur le même rotor, soit sur deux rotors distincts, chacun des stators étant solidaires du caisson, tandis que le ou les rotors sont solidaires en rotation de la partie inférieure orientable .
Le moteur électrique sera choisi pour délivrer un suffisant, par exemple un moteur couple de type

Claims

REVENDICATIONS
1. Atterrisseur d'aéronef comportant un caisson ( 101 ; 201 ; 301 ; 401 ) dans lequel une partie inférieure orientable ( 102 ; 202 ; 302 ; 402 ) est montée pour coulisser, et un organe d'orientation qui est adapté à faire tourner la partie inférieure orientable en réponse à un ordre d'orientation. Selon l'invention, l'organe d'orientation comporte un moteur électrique ( 110 ; 210 ; 310 ; 410 ) avec au moins un stator ( 111 ; 211 ; 311 ; 411 ) et au moins un rotor (113; 213; 313; 413) qui s'étendent autour de la partie inférieure orientable de sorte qu'un axe de rotation du moteur coïncide avec axe de pivotement de la partie inférieure orientable, le stator étant solidarisé au caisson et le rotor solidaire en rotation de la partie inférieure orientable.
2. Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel le stator (111) est porté par une cage externe s' étendant autour d'une portion inférieure du caisson, tandis que le rotor (113) s'étend à l'intérieur du stator en étant solidaire d'un tube (114) qui est monté tournant autour du caisson et qui est relié à la partie inférieure orientable par un compas (115) .
3. Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel le stator (211) s'étend autour du caisson, tandis que le rotor (213) s'étend autour du stator en étant solidaire d'un collier (214) qui est monté tournant sur le caisson et qui est relié à la partie inférieure orientable par un compas (215) .
4. Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel le stator (311) s'étend à l'intérieur du caisson, tandis que le rotor (313) s'étend à l'intérieur du stator en étant solidaire d'un tube (314) qui est monté tournant à l'intérieur du caisson et qui est relié à la partie inférieure orientable par un compas (315) .
5. Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel le stator (411) s'étend à l'intérieur du caisson, tandis que le rotor (413) est directement solidaire d'une tige (402) de la partie inférieure orientable montée pour coulisser dans le caisson.
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