Brevet FR2383070A1 — publié le 19781006

La présente invention concerne les trains d'atterrissage rétractables pour aérodyne, et a plus particulièrement pour objet un train d'atterrissage dit de fuselage, pour avion, c'està-dire un train d'atterrissage pour lequel les atterrisseurs sont articulés sur le fuselage de l'avion, et, en se rétractant, viennent prendre place dans ce fuselage. Il est connu de recourir aux trains dits de fuselage lorsqu'il n'est pas possible de fixer les atterrisseurs sous la voilure d'un aérodyne, soit parce que celle-ci est trop haute ou trop peu baisse, soit parce que sa géométrie est variable. Pour que les roues escamotées de tels trains de fuselage occupent un espace minimal, il suffirait que la charnière d'articulation soit perpendiculaire au plan de symétrie de l'aérodyne, mais en position "train sortit, la voie du train d'atterrissage serait alors trop étroite pour que l'avion présente une stabilité suffisante. I1 a été remédié à cet inconvénient en inclinant de façon juai- cieuse a charnière d'articula$ion sur le plan médian de 1'aéro- dyne, mais il en résulte, généralement, que du fait de la cassure qui existe nécessairement en position train sorti" entre la jambe oblique du train et la ou les roues perpendiculaires au sol, les roues viennent se loger obliquement dans le fuselage, ce qui a pour effet d'augmenter le volume du logement. On connaît déJb de nombreux trains de fuselage qui permettent d'obtenir que les roues, en position "train rétracté", occupent une position choisie, par exemple sensiblement à plat, afin que le volume du logement du train d'atterrissage respecte certaines conditions particulibres, par exemple, qu'il soit de hauteur minimale. A cet effet, dans les trains de fuselage connus dece type, on retrouve que, d'une part, chaque jambe d'atterrissage est articulée autour d'un axe de relevage orienté obliquement par rapport au plan de symétrie longitudinal de l'aérodyne et solidaire de la structure du fuselage de ce dernier, et, d'autre part, que la ou les roues correspondant à cet atterrisseur sont portées par un élément susceptible de tourillonner par rapport à ladite jambe d'atterrisseur, soit, selon un premier mode de réalisation, autour de l'axe de cette jambe ou d'une partie de cette Jambe, soit, selon un second mode de réalisation, autour d'un axe sensiblement longitudinal, l'élément porte-roues étant dans les deux cas tourillonné au moyen d'un embiellage complexe, articulé sur la jambe etXou l'élément porte-roues ainsi que sur la structure de l'aérodyne, assurant le verrouillage1 par rapport à la jambes de l'élément porte-roues dans ses positions, et devant supporter des charges importantes en service, ou au moyen de vérins hydrauliques, s'ajoutant au vérin de manoeuvre, jouant les mêmes fonctions et supportant les memes efforts que l'embiel- lage.Ces solutions sont pénalisantes car la première fait appel à un point d'ancrage supplémsntaire sur la structure de l'aéro- dyne, la seconde sur le plan du coût, car nécessitant l'utillisation de vérins hydrauliques supplémentaires, convenablement commandés en séquence et toujours susceptibles de pannes ou de fuites. Le but quels présente invention vise à résoudre est de con- cevoir un train de fuselage pour lequel les atterrisseurs viennent se placer, en position "train rétracté" dans un logement de hauteur minimale, prévu dans le fuselage, et qui ne nécessite ni l'utilisation d'un point d'ancrage supplémentaire sur la struc- ture de l'aérodyne, ni l'emploi de vérin autre que celui servant à la manoeuvre du train. Le train de fuselage selon l'invention comprend, pour chaque atterrisseur, un équipage mobile, portant au moins une roue et monté tourillonnant sur un caisson de jambe, sur lequel s'arti- culent un amortisseur à débattement latéral et un vérin de ma- noeuvre et de contreventement s'articulant tous deux par ailleurs sur le fuselage et se caractérise an ee que le caisson de jambe est monté pivotant, autour d'un ase longitudinal par rapport à 1 t aérodyne sur un cardan principal lui-meme monté pivotant sur le fuselage, autour d'un axe de rétraction incliné et ne passant pas par le point d'articulation de l'amortisseur sur le fuselage, de sorte que lors de la manceuvre de l'atterrisseur, commandée par le vérin, l'amortisseur joue le rôle de barre directrice orientant l'axe du caisson qui est entraîné en rotation sur lut même par le cardan principal pivotant sur le fuselage autour de l'axe de rétraction. Dans nne forme de rémlisation particulièrement intéressante, le vérin est articulé, d'une part, par sa tige sur le fuselage, en un point situé sur l'axe d'articulation du caisson sur le cardan principal, d'autre part, par son corps sur le caisson, au moyen d'un second cardan, et est tel que sur le corps de vérin s'articule une premiere bielle, attaquant un maneton externe, solidaire d'un pivot articulé sur le caisson, et entraînant en rotation un embiellage interne au caisson et relié à l'équipage mobile, de sorte que lors de la manoeuvre de l'atterrisseur, le mouvement relatif du caisson par rapport au vérin, dont le corps n'a pas de rotation propre par rapport au caisson, provoque la rotation, commande par la première bielle, du maneton externe, lequel entraîne, par 11 intermédiaire de ltembiellage interne, 1'dquipage mobile tourillonnant sur le caisson pour donner à la ou les roues un mouvement de positionnement complémentaire au mouvoment résultant de la manoeuvre autour de l'axe de rétraction. Un mode de réalisation préféré de l'invention sera à présent décrit, à titre d'exemple son limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue de face de l'atterrisseur gauche en position "train sorti", l'atterrisseur droit étant symétrique La figure 2 est une vue de profil de l'atterrisseur selon la figure 1, montrant, de plus, en traits mixtes, 11 emplacement occupé par la roue en position "train rétracté" La figure 3 est une vue selon la flèche F de la figure 1, partiellement coupée selon l'sue de la bielle interne au caisson, montrant, à une échelle différente, l'agencement de l'embiellage interne au caisson de jambe. Avec référence aux figures, l'atterrisseur comporte un essieu 1, portant une roue 2 et se prolongeant par un levier coudé 3, monté tourillonnant, autour d'un axe longitudinal 4, sur 1 extré- mité inférieure d'un caisson 5 de jambe, lequel est articulé, par son extrémité supérieure, sur un cardan 6 autour d'un axe géométrique YY longitudinal. Un amortisseur 8 est articulé, d'une part, sur le caisson de jambe 5 au moyen d'un cardan 7, sur lequel l'amortisseur est monté pivotant autour d'un axe transversal 9, le cardan 7 étant Iui-meme articulé sur une attache 10 solidaire du caisson 5 de jambe autour d'un axe 11. D'autre part, l'amortisseur 8 est monté pivotant, autour d'un axe essentiellement longitudinal 12, sur un cardan 13, lui-même articulé sur la structure du fuselage autour dlun axe transversal 14. Le cardan 6 est monté pivotant autour d'un axe (non représenté) lié à la structure du fuselage, et dont l'axe géométrique XX est incliné de haut en bas vers l'avant de l'aérodyne, et se trouve situé dans un plan parallèle au plan longitudinal de sy- métrie de l'aérodyne. De plus, l'axe géométrique Xx ne passe pas par le centre de l'articulation de l'amortisseur 8 sur le fuselage. L'axe géométrique XX définit ainsi l'axe de rétraction de l'atterrisseur, autour duquel pivote le caisson 5, dont l'axe est constamment orienté par l'amortisseur 8 jouant le rôle de barre directrice, sous l'effet d'un vérin de manoeuvre et de contreventement 15, alors que le cardan 6 entraîne le caisson 5 en rotation sur lui-même autour de son axe. t1 inclinaison de l'axe XX détermine donc l'angle de rotation du caisson sur lui- même, et définit, en combinaison avec l'amortisseur 89 l'orienta- tion, en position "train rétracte 9 du caisson 5. Le vérin de manoeuvre et de contreventement t5 est articulé, par sa tige 16, sur le fuselage, au moyen d'un cardan 17, sur lequel la tige 16 pivote autour d'un axe géométrique confondu avec l'axe YY d'articulation du caisson 5 sur le cardan 6. L'axe YY constitue ainsi l'are d'articulation sous charge de l'atterrisseur autour duquel pivote le triangle articulé constitué par le caisson 5 et le vérin 15, les débattements de ce triangle arti- culé sous les charges à l'atterrissage et en roulement étant amortis par l'amortisseur 8 monté en amortisseur à débattement latéral. Le cardan 17 est de son coté articulé sur le fuselage autour d'un axe vertical. Le corps 18 du vérin 15 est, de façon analogur à l'amortisseur 8, articulé sur le caisson 5 au moyen d1un cardan 19, sur lequel il est monté pivotant autour d'un axe longitudinal 20, le cardan 19 étant articulé sur l'attacha 21 solidaire du caisson 3 par l'axe 22 De plus, sur le corps 18 du vérin 15, s'articule une première bielle 23, dont l'autre extrémité est articulée à l'extrémité d'un maneton externe 24 solidaire, en rotation, d'un pivot 25 monté pivotant à l'intérieur du caisson 59 autour d'un axe transversal à ce dernier.Un second maneton 26, solidaire en rotation du pivot 25, à l'intérieur du caisson 5, est articulé à l'extrémité d'une seconde bielle 27, également située à l'inté- rieur du caisson 5, et dont l'autre extrémité est reliée à l'articulation d'une première biellette 28, par ailleurs articulée sur l'extrémité du bras libre du levier coudé 3, sur une seconde biellette 29, montée pivotante sur le caisson 5, autour d'un axe longitudinal, la seconde biellette 29 étant de préférence réalisée sous la forme d'une attache double solidaire d'un arbre monté pivotant sur le caisson 5. Le vérin 15, de manoeuvre et de contreventement, est un vérin hydraulique d'un type bien connu dans le domaine technique des trains d'atterrissage, comportant un dispositif interne de verrouillage en position "tige sortie", et éventuellement, un dispositif analogue pour le verrouillage en position "tige rentrée". Dans l'exemple de réalisation plus particulièrement décrit, qui vise à loger l'atterrisseur dans un logement de hauteur minimale, en position "train rétracté", l'axe YY ainsi que l'axe d'articulation du levier coudé 3 sur le caisson 5 sont choisis horizontaux, parallèles à l'axe longitudinal de l'aérodyne et l'axe XX est placé dans un plan parallèle au plan longitudinal de symétrie de l'aérodyne. L'atterrisseur, dont la structure vient d'être décrite, fonctionne de la façon suivante. En configuration "train sorti", réprésentée en traits plelns sur les figures, le vérin 15 de manoeuvre et de contreventement est verrouillé en position "tige sortie", et Joue le rôle d'une contrefiche pour la jambe d'atterrisseur ainsi verrouillée en position "train sorti". Le vérin 15 assure simultanément, par ltintermédiaire de la première bielle 23 portée par son corps 18, ainsi que par 1'intermédiaire du maneton externe 24 et de l'em- biellage interne, composédu maneton interne 26, de la seconde bielle 27 et de la seconde biellette 29, le verrouillage angulaire de l'équipage mobile, composé de la roue 2, portée par l'essieu 1, du levier coudé 3 et de la première biellette 28.Ce verrouillage angulaire de 11 équipage mobile est assuré, en position "train sorti", par l'alignement de la première avec la seconde biellette, ce premier alignement étant commandé par l'ali animent de la seconde bielle 27 avec le maneton interne 28. Etant donné que l'axe YY est horizontal et parallèle à l'axe longitudinal de l'aérodyne, le caisson 5 se débat pratiquement dans le plan vertical qui le contient, lors du fonctionnement de l'amortisseur 8, de sorte que le plan de la roue 2 reste parallèle à l'axe longitudinal de l'aérodyne. Du fait de l'inclinaison du caisson 5, la voie des atterrisseurs augmente lorsque l'amortisseur 8 se comprime, ce qui contribue à l'amor tissement de l'énergie à l'atterrissage par ripage des pneumatiques et aussi à l'amélioration de la stabilité de l'aérodyne dans les évolutions au sol. Pour le relevage de l'atterrisseur, qui s'effectue vers l'avant de l'aérodyne, le vérin 15, situé sur l'avant du caisson 5, est déverrouillé, et la tige est tirée à l'intérieur du corps 18. Par suite du raccourcissement du vérin 15, le caisson 3, et donc aussi l'équipage mobile porté par ce dernier, pivotent autour de l'axe de relevage XX en étant guidés, au cours de ce mouvement, par l'amortisseur 8 faisant office de barre directri- ce. Simultanément, le cardan 6 entraîne le caisson 5 en une rota tion sur lui-même, cette rotation étant, comme déjà dit, définie par la disposition des axes de pivotement du cardan principal o. Le cylindre 18 du vérin 15 étant articulé sur le caisson 5 au moyen du cardan 19, il ne se produit pas de rotation propre du cylindre 18 par rapport an caisson 5 au cours du relevage, par contre, le mouvement relatif du caisson 5 par rapport au vérin, qui est dans cet exemple, un mouvement de rapprochement, commande, simultanément à la rotation du caisson autour de l'axe de rétraction XX et à sa rotation sur lui-même, un mouvement de rotation du maneton externe 24 et du pivot 25 par rapport au caisson 5, obtenu par l'intermédiaire de la première bielle 23. Le pivot 25 entraîne, à son tour, en rotation l'équipage mobile, par 11 intermédiaire de l'embiellage interne, puisque la rotation du pivot 25 provoque le désalignement du maneton interne 26 avec la seconde bielle 27, suivi d'une rotation du maneton interne 26 et d'une traction sur la seconde bielle 27 (en traits mixtes sur la figure 3), cette traction sur la bielle 27 commandant le désalignement des première et seconde biellettes 28 et 29, suivi d'une rotation de la bielle 29 par rapport au caisson et d?une traction de biellette 28 sur l'extrémité du levier coudé 3, entrainé en rotation par son coude autour de axe 4. Le rapproche- ment relatif du vérin 15 et da caisson 9 est donc transformé, par l'embiellage en un mouvement de rotation de l'équipage mobile, tourillonnant sur le caisson 5, de sorte que lton obtient un basculement du plan de la roue 2 qui tend à devenir parallèle à l'axe du caisson 5, ce basculement constituant un mouvement de positionnement de la roue 2 complémentaire au mouvement résultant de la manoeuvre autour de l'axe de rétraction IX. Dans l'exemple représenté sur les figures, le basculement du plan de la roue 2 vers l'axe du caisson 5 avoisine 300, simultanément à une rotation d'environ 900 de la roue 2 vers l'avant du caisson 5, lorsque ce dernier est entraîne, en rotation sur lui-même par le cardan 6, au cours du relevage, la roue 2 venant se placer sensiblement à plat dans le fuselage, en position "train rétracté". Le train de fuselage ainsi décrit a l'avantage de présenter une bonne rigidité du fait de sa structure "tripode", due à l'utilisation des trois barres que constituent le caisson 5, le vérin 15 et l'amortisseur 8. De plues, le verrouillage de l'em- biellage par double alignement permet de s'affranchir des problèmes que peuvent poser les déformations des différents éléments de l'atterrisseur, sans avoir recours à un jeu de bielles élastiques et de butées. Le choix deun axe Ti horizontal permet d'éviter le pincement des roues en fonctionnement normal, et, en cas de rupture d'un élément de I'embiellage, assure que l'essieu reste perpendiculaire à la trajectoire, la roue venant en butée contre le caisson et continuant à assurer sa fonction. Enfin, le train d'atterrissage selon l'invention permet, par un choix du calage de l'axe XX, d'obtenir que 1'angle de basculement du plan des roues vers l'aspe du caisson soit, par exemple, minimal. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Par exemple, l'essieu 1 peut être commun à deux roues montées côte à cote, en diabolo. Les articulations à cardan utilises pour articuler l'amortisseur sur le fuselage et sur le caisson ainsi que la tige du vérin sur le fuselage peuvent être remplacées par des rotules convenables. Enfin l'invention concerne aussi bien des trains de fuselage à rétraction vers l'avant comme vers l'arrière, commandés par l'extension ou la rétraction de la tige de vérin ans le corps, le vérin étant fixé au fuselage soit en avant soit en arrière du caisson. REVENDICATIONS 1.- Train d'atterrissage rétractable pour aérodyne, du type dit de fuselage, comprenant, pour chaque atterrisseur, un équipage mobile, portant au moins une roue et monté tourillonnant sur un caisson de jambe, sur lequel s'articulent un amortisseur à débattement latéral et un vérin de manoeuvre et de contreventement s'articulant tous deux par ailleurs sur le fuselage, caractérisé en ce que le caisson de Jambe 5 est monté pivotant, autour d'un axe longitudinal YY parrapport à l'aérodyne, sur un cardan principal 6 lui-même monté' pivotant sur le fuselage, autour d'un axe de rétraction XX incliné et ne passant pas par le point d'articulation 14 de l' mortlsseur 3 8 sur le fuselage, de sorte que lors de la manoeuvre de l'atterrisseur, commandée par le vérin, l'amortisseur joue le role de barre directrice orientant l'axe du caisson qui est entraîné en rotation sur lui-même par le cardan principal pivotant sur le fuselage autour de l2axe de rétraction. 2.- Train selon la revendication 1, caractérisé en ce Que le vérin 15 est articulé, d'une part, par sa tige 16 sur le fuse- lage, en un point situé sur l'axe d'articulation Y? du caisson 5 sur le cardan principal 6, d'autre part, par son corps 18 sur le caisson 5. au moyen d'un second cardan 19, et en ce que sur le corps du vérin 18 s'articule une première bielle 23, attaquant un maneton externe 24, solidaire d'un pivot 25 articulé sur le caisson, et entraînant an rotation un embiellage interne au cais- son et relié à l'équipage mobile, de sorte que lors de la manoeuvre de l'atterrisseur, le mouvement relatif du caisson par rapport au vérin, dont le corps n'a pas de rotation propre par rapport au caisson, provoque la rotation, commandée par la première bielle 23, du maneton externe 24, lequel entraîne, par l'intermédiaire de l'embiellage interne, 1 t équipage mobile tourillonnant sur le caisson pour donner à la ou les roues 2 un mouve- ment de positionnement complémentaire au mouvement résultant de la manoeuvre autour de l'axe de rétraction. 3.- Train selon la revendication 2, caractérisé en ce que ltéquipage mobile est constitué par un essieu 5 portant la ou les roues 2 et solidaire d1un levier coudé 3, monté tourillonnant par son coude sur le caisson 5, autour d'un axe 4 parallèle à l'axe d'articulation YY du caisson sur le cardan principal, et sur lequel s'articule une première biellette 28 reliée à l'embiellage interne au caisson, de sorte que le mouvement complémentaire de positionnement soit un mouvement de basculement du plan de la ou des roues par rapport à l'axe du caisson. 4.- Train selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'embiellage interne au caisson comprend un maneton interne 26, solidaire du pivot et articulé sur une seconde bielle 27 attaquant l'articulation d'une seconde biellette 29, montée pivotante dans le caisson, sur la première biellette 28 de l'équipage mobile, de sorte que la rotation du maneton externe 24 entrain, par rotation du maneton interne 26 et traction sur la seconde bielle 27, une rotation de la seconde biellette 29 et, par traction sur la première biellette 28, une rotation du levier coudé 3 entraînant l'essieu 1 et la ou les roues 2. 5.- Train selon la revendication 4, caractérisé en ce que le verrouillage angulaire de 1 t quipage mobile autour de l'axe longitudinal dtarticulation 4 sur le caisson, en position "train sorti", est obtenu par un premier alignement des deux biellettes 28, 29, commandé par un second alignement dans le caisson de la seconde bielle 27 et du maneton interne 26. 6.- Train selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la rétraction s'effectue vers l'avant de 1'aérodyne sous effet du vérin de manoeuvre et de contreventement 15 verrouillé en position "tige sortie" pour contreventer l'atterrisseur en position "train sorti". 7.- Train selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'axe de rétraction XX se trouve incliné de haut en bas vers 1'avant de 1'aérodyne, dans un plan parallèle au plan longitudinal de symétrie de ce dernier, et en ce que l'axe d'ar- ticulation YY du caisson 5 sur le cardan principal 6 et l'axe de tourillonnement 4 de l'équipage mobile sur le caisson sont parallèles à l'axe longitudinal de l'aérodyne. 8.- Train selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la tige de vérin 16 est articulée sur un troisième cardan 17 autour d'un axe confondu avec l'axe d'articulation YY du caisson sur le cardan principal, et en ce que le troisième cardan est lui-mbme articulé sur le fuselage autour d'un axe vertical.