Brevet FR2177517A1 — publié le 19731109

La présente invention concerne les pneus d'avions et comporte sur les flancs de ceux-ci un aubage forçant par la vitesse rapide de déplacement linéaire du pneu dans l'air, la rotation de celui-ci par différence de résistance à la pénétration dans l'air des aubes supérieures et inférieures. Dans l'état actuel connu, les pneus sont soumis à chaque atterrissage à des contraintes d'usure prématurée due surtout à l'immobilité des roues jusqu'au moment où le contact avec la piste est établi. En effet, chaque pneu, jusque là immobile, est brutalement mis en rotation au prix d'une usure par abrasion causée durant le temps qui sépare l'instant du contact de la roue immobile avec la piste, et l'instant où la vitesse périphérique du pneu devient identique à celle de l'avion par rapport au sol. Durant cette phase l'usure est d'autant plus forte que l'inertie de la roue est grande. De plus, durant cette phase, l'ensemble mécanique et hydraulique des trains d'atterrissage est soumis à un choc non négligeable : celui d'une poussée de l'avant vers l'arrière provoquée par le freinage des roues durant le temps et sur la longueur de piste nécessaires à leur mise en rotation jusqu'au moment où la vitesse périphérique des pneus devient identique à celle de l'avion par rapport au sol. Ensuite, du fait de l'immobilité actuelle des roues des trains d'atterrissage, aucun contrôle en vol n'est possible pour vérifier leur liberté de rotation - les seuls contrtles possibles étant ceux effectués en atelier - mais dans le temps qui sépare deux contrtles au sol, est-il vraiment impossible que rien ne vienne jamais entraver la liberté de rotation des roues d'avions ?... Le dispositif suivant l'invention permet de supprimer ces inconvénients. En effet, son utilisation permet : 1 - De forcer en vol la rotation des roues d'un train d'atterrissage sorti sans autre force motrice que celle de la résistance de l'air. 2 - De prolonger la durée de vie des pneumatiques par la suppression d'usure prématurée par abrasion au moment du contact avec le sol. 3 - De ménager les ensembles mécaniques et hydrauliques des trains d'atterrissaze par la suppression de la poussée d'avant en arrière auxquels ils sont soumis à chaque début d'atterrissage. 4 - D'augmenter la douceur et le confort de chaque atterrissage. 5 - De contrôler en vol la libre rotation des roues par un ensemble groupé d'appareils du type "compteur de vitesses"reliés à chaque roue. Durant l'approche de la piste qui se fait à vitesse fixe donnée par type d'avion, cet ensemble automatique : a) Indique la vitesse de rotation idéale de chaque roue. b) Yiesure la vitesse de rotation réelle de chaque roue. c) Conserve la mémoire des vitesses de rotation maxima de chaque roue en vol par l'interruption de l'enregistrement des vitesses de rotation réelles de chaque roue, juste avant le contact avec la piste d'atterrissage. d) Compare entre elles les vitesses de rotation réelles des roues. e) Détecte avant l'atterrissage, donc à temps, les non-cofncidences entre elles des vitesses de rotation réelles (Exemples d'anomalies : roulement défec tueux, frein réglé trop serré, corps étranger entre parties fixes et tournantes). f) Compare les vitesses de rotation réelles aux vitesses de rotation idéales de chaque roue. g) Détecte avant l'atterrissage, donc à temps aussi, la non coSncidence entre les vitesses réelles et idéales de chaque roue (Ex. : freins bloqués). h) Avertit le pilote par signal optique ou sonore qu'une anomalie quelconque a été détectée. 6 - De prendre à temps, pour un pilote, grâce à ce contrôle automatique en vol, la décision de faire réviser en atelier telle roue en particulier parmi toutes les autres. 7 - D'enregistrer, sur bande magnétique par exemple, les données des instruments de bord afin d'étude ultérieure. 8 - D'accroître par conséquent la sécurité des atterrissages d'avions, et celle des passagers. 9 - D'amortir rapidement le supplément de codt des "pneus à turbine" par rapport aux pneus traditionnels par a) L'usure par abrasion réduite à chaque atterrissage. b) Le ménagement des ensembles mécaniques et hydrauliques des trains d'atter rissage. 10 - D'utiliser en outre les avantages suivants : a) La simplicité du principe de fonctionnement du dispositif. b) La simplicité de fabrication par moulage. c) les frais de pose absolument nuls, la seule précaution à prendre étant de monter les "pneus à turbine" dans le bon sens de rotation qui serait indiqué par des repères sur les flancs. d) L'auto-nettoyage des aubes par force centrifuge. MOYENS POUR PARVENIR A CE RESULTAT - VARIANTE 1 Le dispositif objet de l'invention, selon cette version, comporte sur les flancs du pneu un aubage périphérique plein, armé ou non de toile, dont l'inclinaison sur les flancs est fixe et dont la résistance à la pénétration dans l'air lors du déplacement linéaire rapide du pneu dans l'air, a pour effet a) I > 'Otre élevée pour les aubes situées en partie inférieure du pneu, celles-ci offrant à la pénétration dans l'air une face radiale plate s'opposant à cette pénétration. b) D'hêtre faible paur les aubes situées en partie supérieure du pneu, celles-ci n'offrant à la pénétration dans l'air qu'une extrémité effilée favorisant cette pénétration. et par différence de ces résistances, de forcer la rotation du pneu en vol. - VARIANTE 2 Selon cette version les aubes sont creuses pour permettre une déflexion plus libre et un meilleur refroidissement du flanc du pneu. - VARUE 3 Le dispositif objet de la présente variante comporte sur les flancs du pneu un aubage périphérique relativement souple, armé ou non de toile, et dont la souplesse permet à l'inclinaison de varier lors d'un déplacement linéaire rapide du pneu dans l'air. La résistance de l'air sur les aubes souples a pour effet a) D'écarter partiellement du flanc du pneu les aubes souples situées en partie inférieure du pneu, de façon qu'au maximum d'écartement, la face radiale intérieure devienne perpendiculaire au flanc du pneu, donc d'accroitre ainsi la surface de résistance à la pénétration dans l'air. b) D'écraser partiellement vers le flanc du pneu les aubes souples situées en partie supérieure du pneu, de façon qu'au maximum d'écrasement, la face radiale interne devienne presque parallèle au flanc du pneu, donc de réduire ainsi la surface de résistance à la pénétration dans l'air. et par différence accrue de ces résistances, de forcer davantage la rotation du pneu en vol. - VARIANTE 4 Le dispositif objet de la présente variante comporte sur les jantes des roues de train d'atterrissage un aubage rigide monté sur flasque rendue solidaire des jantes de roues. Les aubes sont des lames radiales en alliage léger formant un angle aigu avec le plan de la flasque. Cet aubage peut être utilisé sur une ou deux faces selon les nécessités : a) Avec des pneus à flancs lisses traditionnels. b) Avec des "pneus à turbine". POSSIBILITES D'APPLICAUION INDUSTRIELLE DE DE INVENTION Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé pour les pneus de tous avions civils et militaires, notamment dans les cas suivants a) Lorsqu'un moyen de réduire l'usure par abrasion des bandes de roulement est recherché. b) Ldsqu'un ménagement des trains d'atterrissage est nécessaire. c) Lorsqu'une douceur et un confort d'atterrissage amélioré sont souhaités. d) Lorsque le contrôle aisé et rapide ainsi que la comparaison en vol de la liberté de rotation des roues par lecture simple ou automatique d'un groupe d'indicateurs de vitesse de rotation reliés à chaque roue sont considérés comme des renseignements précieux nécessaires à la sécurité, et que de plus la décision de faire réviser la liberté de rotation de telle roue parmi d'autres, peut etre prise en vol à la suite de ce contrôle. e) Lorsqu'avant d'atterrir sur une piste étroite et courte (ex. porte-avions), la détection et le signal (lumineux ou sonore) d'une anomalie pouvant entraver la liberté de rotation d'une roue (causée par exemple d'un fait de guerre) peuvent avertir à temps un pilote des risques d'un atterrissage très dangereux et lui donner ainsi un délai, peut-être vital, permettant, d'avertir le sol par radio de ses difficultés et de choisir entre ce risque d'atterrissage dangereux et un abandon de l'appareil par éjection. -,PEVENDICATIONS 1.- Dispositif entraînant la rotation des roues de trains d'atterrissage d'avions, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen solidaire des flancs de roues forçant par la vitesse rapide de déplacement linéaire de la roue dans l'air la rotation de celle-ci sans autre force motrice que celle de la résistance de l'air. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen forçant la rotation des roues est un simple aubage périphérique en caoutchouc armé ou non de toile, solidaire des flancs de pneus. 3.- Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que selon la VARIAIJTE 1, les aubes sont pleines et l'inclinaison fixe sur les flancs. Dans cette version, chaque aube comprend : a) une partie radiale plate, perpendiculaire au flanc du pneu, b) le reste de l'aube, incliné sur le flanc. Lors du déplacement linéaire rapide du pneu dans l'air a) les aubes situées vers le bas du pneu offrent à l'air leur face radiale plate perpendiculaire au flanc, et opposent ainsi une forte résistance à leur pénétration dans l'air. b) les aubes situées vers le haut du pneu n'offrent à l'air que leur face effilée inclinée sur le flanc, et n' opposent ainsi qu'une faible résistance à leur pénétration dans l'air. D'où l'ensemble des fortes résistances des aubes inférieures est plus élevé que l'ensemble des faibles résistances des aubes supérieures. De ces faits une force de rotation est engendrée. La vitesse de cette rotation varie avec la vitesse de l'avion. 4.- Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que pour qu'à l'atterrissage les roues tournent dans le bon sens de rotation et non pas à l'envers, il est indispensable d'appliquer sur les flancs des pneus un repère indiquant qu'au montage le c8té gauche du pneu doit se trouver à gauche et non à droite et inversement. 5.- Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que selon la VARIANTE 2, les aubes sont creuses pour permettre a) une déflexion plus libre, b) un meilleur refroidissement du flanc du pneu. 6.-Dispositif selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisé par le fait que selon la VARIANTE 3, les aubes sont relativement souples et leur inclinaison variable, la variation correcte de cette inclinaison étant possible par leur épaisseur décroissante et la souplesse du caoutchouc, de ses dérivés ou alliages même synthétiques. La variation de l'inclinaison des aubes est forcée par la résistance de l'air lors du déplacement linéaire rapide du pneu dans l'air. En effet a) la résistance de l'air écarte partiellement du flanc du pneu les aubes souples situées en partie inférieure du pneu, de façon qu'au maximum d'écar tement, la face radiale intérieure de l'aube tende à devenir perpendiculaire au flanc du pneu et augmente ainsi la surface de résistance à la pénétration dans l'air. Les aubes souples partiellement écartées du flanc du pneu offrent une surface de résistance augmentant avec la vitesse. b) la résistance de l'air écrase partiellement vers le flanc du pneu les aubes situées en partie supérieure, de façon qu'au maximum d'écrasement la face radiale intérieure tende à devenir à peu près parallèle au flanc du pneu et diminue ainsi la surface de résistance à la pénétration dans l'air. Les aubes souples partiellement écrasées sur le flanc du pneu offrent une sur face de résistance diminuant avec la vitesse. D'où l'ensemble des résistances accrues des aubes inférieures est plus élevé que l'ensemble des résistances diminuées des aubes supérieures. De ces faits, une force de rotation plus vive que dans la variante 1 est engendrée. 7.- Dispositif selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisé par le fait que selon la VARIANTE 4, les aubes sont des lames radiales rigides en alliage léger formant un angle aigu avec le plan de la jante, et solidaires de cette dernière. Cet aubage peut être monté sur un ou deux flancs de jante selon les nécessités a) avec des pneus à flancs lisses traditionnels, b) avec des pneus à turbine. 8.- Dispositif selon les revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il est possible par étude et l'expérimentation de dimensionner de façon idéale les aubages pour que la vitesse de rotation à la périphérie des pneus, juste avant l'atterrissage, tende à cotncider avec celle du sol défilant sous les roues, afin qu'au moment du contact d'atterrissage, l'usure due à de trop grands écarts de ces vitesses soit réduite. Les dimensions des aubes, leur nombre, leur emplacement sur un ou deux flancs, peuvent être calculés, testés et commercialisés pour les trains d'atterrissage de tous avions civils et militaires, en fonction notamment des vitesses d'atterrissage, des dimensions des pneus, des conditions de travail, du volume des logements, etc... de chaque appareil. 9.- Dispositif selon les revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la liberté et la vitesse de rotation des roues d'un train d'atterrissage d'avion, sont contrôlables en vol par la lecture au tableau de bord des données d'un ensemble d'appareils du type "compteur de vitesse" reliés à chaque roue. Ces appareils sont groupés en un ensemble automatique : a) indiquant la vitesse de rotation idéale de chaque roue, b) mesurant la vitesse de rotation réelle de chaque roue, c) conservant la mémoire des vitesses de rotation réelles maxima de chaque roue en vol. d) comparant entre elles les vitesses de rotation réelles des roues, e) détectant en vol la non-coincidence des vitesses de rotation réelles, f) comparant les vitesses de rotation réelles aux vitesses de rotation idéales de chaque roue, g) détectant en vol la non-coincidence des vitesses de rotation réelles et idéales. Cet ensemble automatique : a) permet, en vol, au pilote de s'assurer de la liberté de rotation de toutes les roues. b? permet avant d'atterrir, d'avertir le pilote le cas échéant, par signal optique ou sonore, de la détection d'une anomalie quelconque entravant la liberté de rotation d'une ou de plusieurs roues. c) permet, en dehors des vérifications faites régulièrement au sol, au pilote de prendre en vol, la décision de faire réviser une ou plusieurs roues. d) permet de conserver la mémoire des vitesses de rotation réelles inaama de chaque roue en vol, par l'interruption de l'enregistrement des données juste avant le contact avec la piste. e) permet de contrôler meme après l'atterrissage la liberté de rotation des roues en vol et ainsi de décider, le cas échéant, que la révision de telle roue s'impose. f) permet l'enregistrement des données sur bande magnétique par exemple, pour étude ultérieure. g) permet, par le signalement optique ou sonore d'une anomalie détectée pouvant entraver la liberté de rotation d'une roue (causée par exemple d'un fait de guerre), d'avertir à temps un pilote du risque d'un atterrissage très dange rieur sur piste étroite et courte (ex. : porte-avions), et de lui donner un délai peut-Stre vital permettant d'avertir le sol par radio de ses difficul tés, ce délai lui permettant en outre de choisir entre ce risque d'atter rissage dangereux et un abandon de l'appareil par éjection. 10.- Dispositif selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que forcer en vol la rotation des roues d'avions avant l'atterrissage : a) économise les pneumatiques. b) ménage les ensembles mécaniques et hydrauliques des trains d'atterrissage. c) permet de contrôler automatiquement et systématiquement la libre rotation des roues et de signaler de même toute anomalie. d) augmente la douceur et le confort des atterrissages. e) accroît la sécurité des atterrissages et celle des passagers. f) peut sauver des vies humaines.