Brevet FR2493266A1 — publié le 19820507

TRAIN D'ATTERRISSAGE POUR AERONEF La présente invention concerne les trains d'atter- rissage orientables pour aéronef et plus particu- lièrement les trains d'atterrissage avant comportant un caisson, au moins une roue liée directement ou indirectement au caisson par un balancier pouvant être soumis à l'action d'un amortisseur. Généralement un atterrisseur avant, d'un aéronef, comporte une jambe montée dans un caisson, un ba- lancier lié à une extrémité de la jambe par un axe de rotation et supportant des moyens de roulement comme une ou deux roues, un amortisseur du type à cylindre et à tige fixÉ d'un côté au fond de la jambe ou du caisson par un joint à la cardan et de l'autre côté au balancier. En effet, on sait que d'une part quand l'aéronef est au sol il peut se déplacer en roulant sur la piste. Dans ce cas l'amortisseur doit assurer sa fonction quand il passe par exemple sur des accidents de planéfté de la piste. De plus il est, bien entendu, nécessaire que l'avion puisse aussi se diriger pour aller d'un point à-un autre. Pour cela, à la jambe, est lié un moyen permettant de la faire tourner à fin de donner aux roues la bonne orientation voulue. En tenant compte de tous ces paramètres, on constate que le joint à la cardan permet une rotation, d'une part dans un plan autour d'un point de l'amortisseur quand il s'enfonce mais aussi une rotation de ce - plan quand les roues subissent différentes orienta- tions pour diriger l'aéronef. Ces conditions sont connues aussi-elles ne seront pas décrites plus en détail. On voit donc aussi l'utilité du joint à la cardan qui permet cette rotation de l'amortisseur autour d'un point et dans un angle solide ayant quelques degrés de valeur. Les cardans qui ont été utilisés dans les trains ont donné toutes satisfactions sur le plan de la fiabilité, cependant ils présentent au moins un inconvénient. En effet comme ils sont placés dans le fond de la jambe, à une extrémité de. l'amortis- seur ils sont d'un accès très difficile ce qui en- tratne des frais de maintenance relativement élevés. Aussi la présente invention à pour but de pallier ces inconvénients en proposant la réalisation d'un atterrisseur avant à balancier soumis à l'action d' un amortisseur, d'une conception et d'une construc- tion simples permettant une maintenance très aisée. Plus précisément, la présente invention a pour objet un train d'atterrissage comportant, un caisson creux, une jambe comportant un logement ouvert, ladite jambe étant montée dans ledit caissonecreux, un ba- lancier monté rotatif à une de ses extrémités, sur une extrémité de ladite jambe, l'autre extrémité dudit balancier supportant des moyens de roulement, un amortisseur comportant au moins deux éléments, en l'occurence un cylindre et une tige coulissant dans ledit cylindre, une extrémité d'un des deux élé- ments étant liée en rotation'audit balancier et l'autre élément étant lié dans ledit logement audit cais- son par des moyens de rotation autour d'un point caractérisé par le fait que lesdits moyens de rota- tion comportent une portion de surface sphérique convexe liée audit caisson, une surface sphérique concave réalisée sur une extrémité de l'élément de l'amortisseur situé dans ledit logement de la jambe, ladite surface sphérique concave complémentaire de ladite surface convexe, étant apte à glisser sur cette dernière. Selon une autre caractéristique de la présente in- vention, les deux surfaces sphériques convexe et concave coopérant par glissement sont éloignées de l'extrémité de ladite jambe supportant ledit balancier. Selon une autre caractéristique de la présente invention ledit train comporte des moyens pour supprimer un degré de liberté de la rotation de ladite surface concave sur ladite surface convexe. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention appara tront au cours de la des- cription suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif dans lesquels: - la figure 1 représente en coupe sous forme sché- matique un mode de réalisation d'un train d'atter- rissage selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective partiellement écorchée d'une partie du train selon la figure 1 afin de bien comprendre les dispositions avantageuses relatives de ladite partie et; - la figure 3 un autre mode de réalisation de cette partie. Le train d'atterrissage représenté schématiquement en coupe sur. la figure 1 comprend une jambe 1 dis- posée dans un caisson 2. Cette jambe de forme cy- lindrique de révolution comporte un logement en creux 3 ayant une ouverture 4 au moins dans le bas quand le train est monté sur un avion esquissé en sur la figure Cette jambe est aussi liée au caisson 2 de façon qu'elle puisse tourner sensiblement autour d'un axe 6 qui est aussi celui du logement 3 qui est de préférence de forme cylindrique de révolution. Ce caisson 2 est solidarisé à la structure 5 de l'avion et est lié à la jambe 1 par une crémaillère 7 de façon connue en soit et permettant, en prenant par exemple une référence par rapport au caisson, de faire tourner la jambe par rapport à la structure de l'avion et notamment par rapport au caisson grâce aux roulements 38. De plus l'extrémité 8 de la jambe 1 comporte un coude 9 en forme de patte latérale supportant sur un axe 10 de rotation excentré de l'axe 6, une extrémité 11 d'un balancier 12 dont l'autre extré- mité 13 supporte des moyens de roulement comme une ou deux roues i4. Un amortisseur 15 comportant de façon simplifiée un cylindre 16 en position haute et une tige 17 coulissant dans le cylindre 16 par l'intermédiaire d'un piston 18 en position basse. Dans ce mode de réalisation l'extrémité 19 de la tige 17 est montée rotative en 24 sur le balancier 12, relativement prgt de l'extrémité Il liée en rotation à-la jambe 1 par la patte 9. Par contre l'extrémité haute 21 du cylindre 16 pénétrant dans le logement 3 de la jambe débouche de ce dernier pour coopérer par un moyen de roule- ment avec une partie 20 centrale du caisson creux 2, cette partie 20 étant elle aussi fixe par rapport à la structure 5 de l'avion. Plus précisément cette extrémité 21 comporte une partie conformée en palier, ayant la forme d'une portion de surface sphérique concave 22 délimitée par deux plans parallèles 23 et 24 à l'axe 6 pour former un anneau d'accrochage 33, cependant ce palier coopère avec une autre portion sphérique 25 complémentaire de la précédente affectant la forme d'une portion de sphère 26 délimitée par deux plans de préférence parallèles de façon à ce que cette portion de sphère 26 soit maintenue entre les deux bras 31,32 d'une fourchette 27 en u réa- lisée dans la partie centrale 20 du caisson 2. Avantageusement cette portion de sphère 26 est maintenue par un manchon 28 traversant, de section extérieure 29 polygonale pour empocher la rotation de cette portion de sphère 26 et par exemple par un boulon 30 se vissant entre les deux bras 31,32 de la fourchette 27. Ainsi on voit que le cylindre 16 est accroché par l'anneau 33 à cette partie centrale 20 du caisson en lui laissant la possibilité de pouvoir prendre toutes les positions dans un angle solide de valeur déterminée de sommet 34 qui est le centre de cour- bure des surfaces sphériques 22 et 25. Cependant comme il sera explicité ci-après il est nécessaire que-le train comporte des moyens pour empêcher le cylindre 16 de l'amortisseur 15 de tourner sur lui-m9me, c'est-à-dire autour de l'axe 6 défini sur la figure 1. Pour cela au moins une branche 35 relie les deux bras 31 et 32 (Fig. 2) par dessus l'anneau 33 et cette branche est avan- tageusement située dans un plan passant par le diamètre de la sphère perpendiculairement à l'axe 6 précédemment défini sur la figure 1. La branche porte sensiblement en son centre 36 un picot 37 qui plonge dans une rainure longitudinale 38 réa- lisé dans le corps de l'anneau 33. L'axe de cette rainure dont l'épaisseur est sensiblement égale au diamètre du picot 37 est situé dans un plan passant sensiblement par l'axe 6 et en plus le picot qui est de forme cylindrique est dirigé de façon que son axe passe par le centre 34 défini ci-dessus. De cette façon le cylindre 16 peut pivoter autour du centre 34 dans un certain angle solide mais absolument pas sur lui-m9me car les bords 39 et 41 viennent buter contre le picot 37. De plus pour permettre le montage ou le démontage de l'accrochage de l'anneau et de la sphère sur la partie centrale 20 deux orifices 42 et 43 sont pratiqués respectivement dans la jambe et la partie extérieure 44 du caisson, pour permettre le passage et la mise en place ou l'enlèvement du boulon 30. Ces orifices sont alors avantageusement obstrués par des bouchons pour protéger, l'intérieur de ces éléments, des poussières et autres éléments nocifs. Enfin avantageusement l'anneau 26 comporte un bossage 45 en forme de calotte sphérique centré en 34 qui s'appuie sur le fond 46 de la fourchette 27 dans le but éventuel de prévoir une sécurité dans le cas d'un atterrissage un peu violent et éviter d'endommager par exemple la rotation sphé- rique. Le train qui vient d'gtre décrit ci-dessus fonc- tionne de la façon suivante: Tout d'abord on suppose que l'avion roule en ligne droite sur une piste qui comporte des aspérités. Du fait de leur existence, l'amortisseur joue son ràle et en conséquence la tige 17 s'enfonce dans le cylindre 16. Dans ce cas le point d'attache 24 décrit donc un arc de cercle 40 centré sur l'axe , et dont,. l'extrémité 19 se déplace latéralement d'une certaine quantité. Cette translation est possible du fait que l'anneau 33 peut pivoter sur la portion de sphère 26. Dans ce cas en se reportant à la figure 2 on voit que le cylindre 16 peut pivoter autour d'un axe passant par le centre de la sphère 26 et le picot 37, le picot 37 restant dans une position fixe par rap- port à la rainure 38. Cependant comme il est bien connu, pour diriger un avion au sol on oriente la roue du train avant. Comme décrit précédemment l'orientation de la roue 14 s'obtient en commandant par exemple la crémail- lère 7. Comme la tige 17 est liée au balancier 12 autour d'un axe 24 n'autorisant qu'un degré de liberté, la tige 17 tourne aussi dans le cylindre 16. Il est aussi nécessaire que le cylindre ne tourne pas sur lui-même car l'amortisseur comporte un moyen pour ramener la roue dans une direction déterminée quand le train doit 8tre rentré dans son logement après que l'avion ait décollé. Ce moyen n'a pas été représenté dans un but de simpli- fication de la figure et aussi du fait qu'il est connu en lui-méme. Cependant pour mémoire, il est rappelé qu'il est constitué très schématique- ment d'une gorge en V -dans le corps intérieur du cylindre coopérant avec un doigt- sur la tige, qui suit le contour de cette gorge quand l'amortisseur se détend au moment du décollage de l'avion, ce qui ramène alQrs la roue dans une position déter- minée. On comprend alors que dans ce cas le cylindre ne doit pas pivoter sur lui-même autour de son axe de symétrie 6 car la position de la roue ne serait jamais déterminée. Comme dit précédemment quand l'avion se dirige au sol il est nécessaire, premièrement que l'amortis- suer puisse pivoter comme décrit ci-dessus autour du centre 34 et deuxièmement que le cylindre ne puisse tourner autour de son axe défini en 6. Cette dernière condition est possible du fait de l'existence de la rainure 38 en coopération avec le picot 37. En effet si la roue fait un certain angle avec l' axe par exemple du boulon 30 quand l'amortisseur va s'enfoncer, l'anneau va pivoter d'une certaine rotation qui peut se décomposer en deux mouvements perpendiculaires correspondant alors à une première rotation de l'anneau autour de l'axe passant par le centre 34 et le picot 37 et à une deuxième rota- tion dans un plan, passant par le picot et le centre 34 et contenant l'axe 6, cette rotation correspon- dant à un déplacement de la rainure de façon que le picot en décrive au moins une partie fonction de l'enfoncement de la tige dans le cylindre. De toute façon, il appara t qu'en aucune façon le cylindre ne subit une rotation sur lui-m8me autour de son axe 6. Le train d'atterrissage qui vient d'8tre décrit ici procure tous les avantages de l'accrochage à la cardan, mais en plus il permet une maintenance plus aisée. En effet pour démonter l'amortisseur et la sphère, il suffit de retirer le boulon 30 et le picot 37 par les orifices 42 et 43 et celui correspondant au picot 37 dans la jambe et le cais- son, l'ensemble de ce dernier peut être extrait par l'orifice 4 dans le bas de la jambe 1. Pour le re- montage on effectue les opérations inverses décrites ci-dessus. La figure 2 donne un exemple de réalisation des moyens permettant de supprimer un degré de liberté du cy- lindre. Mais il est évident que ce mode peut présen- ter un inconvénient notamment pour enfoncer le picot 37 dans la branche 35 quand la partie sphérique est placée entre les bras 31 et 32. Cette opération ne peut en fait s'effectuer qu'à travers un orifice supplémentaire dans la jambe et le caisson. La réalisation représentée sur la figure 3 permet d' obvier cet inconvénient. En effet suivant ce mode, le picot 50,51 peut être placé sur l'anneau 33 et coopérer avec une rainure réalisée directement dans la portion de sphère 26. (Les rainures appa- raissent en 52, 53). Comme précédemment les axes des picots 50, 51 passent par le centre de courbure 34 défini en regard de la figure 1 et les rainures 52 et 53 sont elles aussi dans un plan comme défini précédemment passant par le centre 34 et contenant l'axe 6. On voit ainsi l'avantage de ce mode de réalisation. En effet, il permet de monter le ou les picots dans l'anneau 33 avec la portion de sphère 26 avant de monter l'amortisseur 15 dans sa jambe 1. Il suffira alors une fois l'introduc- tion de l'amortisseur de placer le boulon 30 pour solidariser l'ensemble des éléments comme représenté sur la figure 1. L'avantage apparatt alors, il n'est plus néces- saire d'introduire les picots après, ce qui supprime des orifices d'introduction dans la jambe et le caisson. Cependant le mode de réalisation qui vient d'être décrit ci-dessus peut être amélioré. En effet, la portion de sphère est montée rotative autour de la fixation 30, ce qui lui donne une possibilité de rotation autour de l'axe 60. Dans ce cas les picots 50 et 51 coopèrent avec des orifices cylin- driques complémentaires au lieu des rainures 52 et 53 qui sont mécaniquement difficiles à réaliser. Ainsi le déplacement relatif des picots dans les rainures est remplacé par une rotation de la por- tion de sphère autour de l'axe 60 perpendiculaire a l'axe 6 précédemment défini. R E V E N D I C A T I 0 N S 1/ Train d'atterrissage comportant un caisson creux, une jambe (1) comportant un logement (3) ouvert transversal, ladite jambe étant montée dans ledit caisson creux (2), un balancier (12) monté rotatif à une de ses extrémités (11) sur une extré- mité (9) de ladite jambe (1), l'autre extrémité (13) dudit balancier supportant des moyens de roulement (14), un amortisseur (15) comportant au moins deux éléments en l'occurence un cylindre (16) et une tige (17) coulissant dans ledit cylindre, une des extrémités d'un des deux éléments étant liée en rotation audit balancier et l'autre élément étant lié, dans ledit logement audit caisson par des moyens de rotation autour d'un point caractérisé par le fait que lesdits moyens de rotation compor- tent une portion de surface sphérique convexe (25) liée audit caisson (2), une surface concave (22) réalisée sur une extrémité (21) de l'1élément (16) de l'amortisseur (15) situé dans ledit logement (3) de la jambe (1), ladite surface sphérique concave (22), complémentaire de ladite surface convexe (25) étant apte à glisser sur cette dernière. 2/ Train selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les deux surfaces sphériques con- vexe (25)et concave (22) coopérant par glissement sont éloignées de l'extrémité (8) de ladite jambe supportant ledit balancier. 3/ Train selon l'une des revendications pré- cédente caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (35,37,38) pour supprimer un degré de liber- té de la rotation de ladite surface concave (22) sur ladite surface convexe (25). 4/ Train selon l'une des revendications pré- cédentes caractérisé par le fait que ladite portion de surface sphérique convexe (25) est liée audit caisson par une fourchette (27) en forme sensible- ment de U. Ladite surface sphérique étant disposée entre les deux bras (31,32) de ladite fourchette (27). / Train selon la revendication 4 caractérisé par le fait que ladite surface sphérique concave (22) est réalisée dans l'extrémité dudit élément en forme d'anneau (33) entourant, entre lesdits bras (31,32), ladite surface convexe (25). 6/ Train selon la revendication 5 caractérisé par le fait que ledit anneau (33) comporte un bossage sphérique (45) coopérant par glissement sur le fond (46) de ladite fourchette (27). 7/ Train- selon les revendications 3 et 4 ca- ractérisé par-le fait-que lesdits moyens pour sup- primer un degré de liberté comportent au moins une branche (35) reliant les deux bras (31,32) de ladite fourchette (27) par dessus ledit anneau (33), ladite branche étant située dans un plan passant par le centre de courbure (34) desdites surfaces sphériques, ledit plan étant sensiblement perpendiculaire à la direction (6) de coulissement de la tige (17) dans le cylindre (16), un picot sensiblement cylindrique (37) solidaire de ladite branche (35) coopérant avec une rainure longitudinale (38) réalisée dans ledit anneau (33), la direction de ladite rainure longitudinale étant située sensiblement dans un plan passant par ladite direction (6) et ledit centre de courbure (34), l'axe dudit picot cylin- drique passant sensiblement par ledit centre de courbure (34). 8/ Train selon l'une des revendications pré- cédentes 4 à 7 caractérisé par le fait que ladite surface sphérique convexe 25 est réalisée en forme de portion de sphère (26) limitée par deux plans sensi- blement parallèles distant d'une valeur sensible- ment égale à celle séparant les deux bras (31,33) plans de ladite fourchette (27), ladite portion de sphère étant maintenue entre les bras par un axe trversant (30) coopérant avec deux paliers respec- tivement réalisés sur les extrémités desdits deux bras. 9/ Train selon la revendication 8 caractérisé par le fait que ledit axe est démontable. IO/ Train selon la revendication 9 caractérisé par le fait que ledit axe démontable est constitué par un boulon (30) vissable sur un des deux bras. il/ Train selon les revendications 3 et 4 carac- térisé par le fait que lesdits moyens pour supprimer un degré de liberté comportent au moins un picot (50,51) sensiblement cylindrique traversant radia- lement ledit anneau (33) dans la direction dudit centre de courbure (34), ledit picot (50,51) étant apte à coopérer avec une rainure longitudinale (52,53) réalisée dans ladite surface sphérique (26) convexe, l'axe de ladite rainure (34) étant situé sensiblement dans un plan passant par ledit centre de courbure (34) et l'axe (6) dudit logement. 12/ Train selon les revendications 3 et 4 caractérisé par le fait ques lesdits moyens pour supprimer un degré de liberté comportent au moins un picot (50;51) sensiblement cylindrique traver- sant radialement ledit anneau (33) dans le direc- tion dudit centre de courbure (34), ledit picot (50,51) étant apte à coopérer avec un orifice de surface conmplémentaire réalisé dans ladite surface sphérique convexe (26) ladite surface convexe étant montée rotative de façon libre autour d'un axe (60) perpendiculaire à l'axe dudit logement (6), l'axe dudit orifice passant par ledit centre de courbure.