Brevet FR2524860A1 — publié le 19831014

TRAIN D'ATTERRISSAGE POUR AERONEF TEL QUE PAR EXEMPLE LES HELICOPTERES La présente invention concerne les trains d'atterrissage pour aéronef, et plus particulièrement, mais non exclusivement, pour les hélicoptères. Le problème de l'atterrissage des hélicoptres n'est pas généralement le même que celui pour les aéronefs du type avion. En effet, un hélicoptère atterrit généralement par une descente suivant une verticale pour venir se poser en un point fixe sur un ensemble de moyens qui lui permettent éventuellement, lorsque il est au sol, de se dépla- cer. Généralement ces moyens sont constitues par des roues comportant des pneumatiques. Aussi, dans la description, il est bien évident, pour des raisons de commodité, que l'on utilisera le terme moyens de roulement pour désigner un ensemble de roues mais non exclusivement, ces moyens de roulement pouvant comprendre d'autres dispositifs, comme par exemple des skis sur la neige, etc. En revenant plus particulierement au problème de l'at- terrissage de ces hélicoptères, l'idéal est qu'ils se posent en douceur sans infliger un effort trop important au train d' atterrissage. Quand l'atterrissage est réussi, le choc provoqué par le contact avec le sol est généralement absorbé par un amortisseur d'un type donné. Par contre, il arrive quelquefois qu'un tel engin, en l'occurrence un hélicoptère, prenne contact avec le sol plus brutalement qu?il ne serait permis et, dans ce cas, il est absolument nécessaire dtéviter, du moins Jusqu'à une certaine valeur, que l'ensemble du corps ou chassies de l'aéronef ne soit endommagé et, pour cela, les techniciens ont prévu dwassocier aux amortisseurs qui travail lent dans les conditions normales, des amortisseurs qui permettent d'absorber une plus grande partie de chocs, et que les techniciens ont pris l'habitude de désigner par amortisseur de crash. Dans ces conditions, lorsque l'hélicoptère atterrit dans les conditions normales, un soul amortisseur travaille et l'amortisseur de choc reste rigide et peut autre considéré comme une barre de longueur constante. Par contre, lorsque lthélicoptbre atterrit plus brutalement ou violemment, ce second amortisseur peut Jouer son roule et absorber une plus grande partie de l'éner- gie due à la prise de contact violent avec le sol. Dans ces conditions, la carlingue de l'hélicoptère peut autre récupérée puisqu'elle n)a théoriquement pas subi un très grave endommagement. Bien entendu, au-delà d'une certaine limite, il ntexis- te plus de possibilité de préverser le matériel et on arrive dans le domaine des accidents. Néanmoins, les techniciens ont du résoudre le problème du couplage de ces deux amortisseurs pour réaliser un train d'atterrissage qui puisse fonctionner normalement ou dans les cas de choc et, de plus, résoudre le problème du train rétractable. Or, il s'averse que ce problème n'est pas aussi facile à résoudre du fait notamment du manque d'emplacement ou de possibilité d'emplacement sur un tel hélicoptère et aussi du fait généralement de la longueur très importante de l'amortisseur permettant l'absorption des chocs violents. Il existe donc plusieurs possibilités pour résoudre le problème de la construction de ces trains d'atterris- sage, soit monter les deux amortisseurs en parallèle, soit les monter en série. Dans le reste de la description, il ne sera fait mention que d'une possibilité, celle du montage en série. Dans ce dernier cas de montage en série, les solutions les plus simples qui ont été mises en oeuvre jusqu'à présent, et qui ont donné une relative satisfaction ést d'avoir monté les deux amortisseurs bout à bout en essayant de maintenir de façon plus ou moins pratique le point de liaison entre les deux amortisseurs. Cependant, les solutions qui ont été données ne trouvent pas toujours des applications suivant les configurations de structure de la carlingue de ces aéronefs, comme par exemple les hélicoptères. La présente invention a pour but de réaliser un train d'atterrissage d'une solution qui puisse autre adaptée à certains types d'hélicoptères, et qui puisse fonctionner en toute sécurité et, de plus, soit d'une réalisation simple. La présente invention a aussi pour but de réaliser un train d'atterrissage du type à deux amortisseurs en série qui soient rétractables. La présente invention a aussi pour but de réaliser un train d'atterrissage rétractable qui, de plus, permette un rapprochement des moyens de roulement de la carlingue quand le train est rétracté, afin notamment de minimiser l'encombrement de l'aéronef, et, de-plus, de limiter la surface de pénétration à l'air quand l'hé- licoptère est en vol. Plus précisément, la présente invention a pour objet un train d'atterrissage apte à être monté sur un chts- sis d'aéronef comme par exemple un hélicoptère, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un balancier dont une extrémité comporte des moyens pour monter ledit balancier pivotant autour d'un premier arbre sur un premier point fixe du chassies, l'autre extrémité étant apte à recevoir des moyens de déplacement, au moins un bras de couplage, un premier amortisseur dont une extrémité est montée pivotante autour d'un troisième axe sur ledit balancier, et dont l'autre extrémité est montée pivotante sur un quatrième arbre sur ledit bras de couplage, un deuxième amortisseur dont une extrémité est montée pivotante autour d'un cinquième arbre sur ledit bras de couplage et dont l'autre ex trémité comporte des moyens de liaison avec un douxièw me point fixe dudit chtssss. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description sui- vante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels - les figures 1 et 2 représentent, respectivement en vue de cEté et de face, un mode de réalisation d'un train d'atterrissage selon l'invention dans sa position dite "sortie", et, - les figures 3 et 4 représentent, respectivement en vue de c8té et de face, le même mode de réalisation du train d'atterrissage selon les figures 1 et 2 mais dans sa position dite retratée. Il est tout d'abord précisé que l'ensemble des figures 1 à 4, représentant le meme mode de réalisation de train d'atterrissage dans sa forme la plus complète, les mêmes références désignent les mêmes moyens, et que ces références seront prises indifféremment sur leensemble de ces figures sans autre précision particulière spécifiquement mentionnée. Ainsi, le train dtatterrissage représenté sur l'ensemble des figures comprend essentiellement, tel qutillustré, un balancier 1 dont une extrémité 2 est reliée au moyen d'un cardan 3 à un premier point fixe 4 d'un cassis 7 par exemple d'un hélicoptère. Ce cardan 3 comporte bien entendu deux axes de rotation 5 et 6 qui sont perpendiculaires. L'autre extrémité 8 du balancier 1 comporte par exemple des moyens de roulement 9 comme une roue 10 montée pivotante autour d'un arbre 11. Le train Cl'atterrissage comporte aussi un premier amor tisseur 12 dont une extrémité 13 est montée pivotante autour d'un arbre 14 situé sur le balancier 1, tandis que son autre extrémité 15 est montée pivotante autour d'un arbre 16 situé sur un bras de couplage 17. Un autre amortisseur 18 est relié par une extrémité 19 à un arbre de pivotement 20 situé sur le bras de couplage 17, tandis que son autre extrémité 21 est montée autour d'un arbre 22 situé sur un levier 23 monté pivotant autour d'un arbre 24 situé en un deuxième point fixe 25 du châssis 7 de l'aéronef. Il est précisé que l'arbre 22 sera situé a proximité de l'arbre 24 couplé avec le deuxième point fixe 25 du chassies. L'extrémité 26 du levier 23 opposée à son extrémité 27 qui est montée pivotante autour de l'arbre 24 est reliée à l'extrémité 28 du bras de couplage au moyen d'un arbre de pivotement 29 pour permettre la rotation relative du bras de couplage 17 par rapport au levier 23. De plus, il est avantageux que l'arbre 29 soit sensiblement situé sur une droite passant par les axes des deux arbres 16 et 20 et situés au-delà de ces deux axes, c'est- & dire qu'il est préférable que cet arbre 29-ne soit pas situé entre les deux arbres 16 et 20. Le train comporte en outre des moyens pour pouvoir commander la sortie ou la rentrée de ce train et le blocage de celui-ci dans l'une au moins des deux positions sinon de préférence dans les deux. Ces moyens comprennent une contrefiche 30 constituée de deux bielles 31 et 32 montées pivotantes l'une sur l'autre autour d'un arbre 33, tandis que leurs autres extrémités 34 et 35non liées & l'arbre 33 sont montées respectivement autour d'un arbre 36 situé en un troisième point fixe 37 du chissis de l'aéronef, l'autre extrémité 35 de la bielle 32 étant montée pivotante autour d'un arbre 38 situé sur le levier 23 à une certaine distance de l'arbre 24 pour pouvoir, comme il sera ex plicité ci-après lorsqu'il sera exercé une force par l'intermédiaire de la bielle 32, créer un couple de rotation pour entradner le levier 23 en rotation autour de cet arbre 24. La brisure de la contrefiche 30 est commandée par un moyen du type vérin 40 dont une extrémité 41, par exemple la tige, est montée pivotante autour d'un arbre 42 tandis que son autre extrémité, en l'occurrence le cylindre 43, est montée pivotante autour d'un arbre 44 situé en un quatrième point fixe 45 du chtssis 7 de l'aéronef. L'ensemble des moyens qui vient d'être décrit permet, comme il sera explicité ci-après, d'avoir un fonctionnement normal du train d'atterrissage et, de plus, de pouvoir le rentrer ou le sortir à volonté en commandant le vérin 40. Cependant, comme cela a été mentionné au préambule de la présente description, il est avantageux de pouvoir, lorsque le train est rétracté, rapprocher l'ensemble des moyens de roulement 9 par exemple du châssis 7 de *'aéronef. Ces moyens dans un mode de réalisation avantageux sont constitués par deux tringles 50 et 51 reliées par des moyens 52 de transformation d'orientation de mouvement. Plus précisément, une extrémité 53 de la première tringle 50 est montée pivotante autour d'un arbre 54 situé sur l'extrémité 27 du levier 23, tandis que son autre extrémité 55 est montée pivotante sur un arbre 56 situé sur une plaque de renvoi 57 qui elle-mFme est montée pivotante autour d'un arbre 58 situé en un cinquième point fixe 59 du chassies 7 de l'aéronef. L'autre tringle 51 a une extrémité 60 montée pivotante autour d'un arbre 61 situé sur la plaque 57 sensiblement à proximité de l'arbre 56, tandis que son autre extrémité 62 est montée pivotante autour d'un arbre 63 situé à une extrémité 64 d'une came 65 montée pivotante sur un arbre 68 sur un sixième point fixe 66 du chassies 7 de l'aéronef. Dans un autre mode de réalisation non représenté sur les figures, les arbres 63, 61 et 58 peuvent Outre alignés sur une meme droite en position train sorti. L'autre extrémité 67 de la came 63 opposée à l'extré- mité 64 par rapport à l'axe 66 comporte un arbre de rotation 69 sur lequel est montée une extrémité 70 d'un bras de traction 71 dont l'autre extrémité 72 est accrochée autour d'un arbre de rotation 73 situé sur le balancier 1 sensiblement à son extrémité 8,avantageusement l'arbre 73 étant rotulé comme cela sera explicité ci-après Dans ce qui vient d'être décrit ci-dessus, il est à préciser que dans un mode de réalisation avantageux qui permet une construction relativement plus simple tous les arbres sont sensiblement parallèles les uns aux autres, sauf les arbres 6 et 73. De plus, les arbres 14 et 16 sont légèrement rotulés pour permettre, comme il sera explicité ci-après, le rapprochement du balancier de la carlingue de l'aéronef. De plus, pour permettre au balancier de pouvoir pivoter dans ces conditions normales autour de son arbre 4 quand le train est en position sortie, l'arbre 69 autour duquel pivote la tige de traction 71 est co-lindaire avec l'arbre 4, ce qui fait que le balancier 1 et la tige 71 forment un triangle plat qui pivote autour d'un meme axe défini par la droite passant par les deux arbres 4 et 69. Par contre, comme il sera explicité ci-après, cette triangulation permet, en éloignant l'arbre 69 du point d'attache 73, un rapprochement de la roue 10 de la carlingue 7 de l'aéronef. Le train d'atterrissage qui vient d'être décrit cidessus fonctionne de la façon suivante Il sera tout d'abord examiné les différents fonctionnements, c'est-à-dire lorsque l'aéronef roule ou atterrit normalement sur le 801, ensuite lorsque l'atterrissage s'effectue anormalement, c'est-à-dire par une prise de contact relativement violente avec le sol, et enfin, lorsque le train passe d'une position à une autre, ces deux positions étant les positions sortie et rentrée correspondant respectivement aux deux groupes de figures 1, 2, et 3, 4. Ainsi, lorsque l'aéronef roule ou prend contact avec le sol dans des conditions normales, la contrefiche 30 est parfaitement alignée et le vérin 40 est lui bloqué dans une position comme représentée sur la flgure 1. Dans ce cas, la configuration du train est telle qu'elle est représentée sur les figures 1 et 2. Ainsi, lorsque l'avion roule sur le sol ou prend contact avec lui, le balancier 1 pivote autour du premier point fixe, c'est-à-dire autour de l'arbre 4 en transmettant le mouvement au moyen de l'amortisseur 12 qui peut Entre considéré dans ce cas comme une tige de longueur constante et parfaitement rigide au moyen du bras de couplage à l'extrémité 19 de l'amortisseur 18. En effet, dans ce cas, l'arbre 29 peut outre considéré fixe par rapport au chftssis 7 de l'aéronef et le bras de couplage 17 pivote donc autour de cet arbre en comprimant plus ou moins l'amortisseur qui absorbe de ce fait les chocs auxquels sont soumis les moyens de roulement 9, en l'occurrence la roue 10. Il est bien évident que l'amortisseur 18 aura une raideur nettement inférieure à celle de l'amortisseur 12 et ne pourra astre utilisé que dans la limite d'une certaine valeur de choc donc relativement faible. Par contre, lorsque les moyens de roulement sont soumis à des chocs plus violents, notamment lors d'un atterrissage en catastrophe, il est bien évident que l'amortisseur 18 va se comprimer très rapidement et arriver en butée pour ne plus Jouer sa fonction d'amortisseur, dans ce cas alors c'est le deuxième amortisseur 12 qui a une raideur plus importante qui prend le relais et contribue & l'amortissement du choc pour éviter de transmettre le maximum de l'énergie de choc au chassies 7 de l'aéronef et éviter sa détérioration. Dans ces deux hypothèses, la tige 71 étant montée en rotation autour de l'arbre 69 co-linéaire avec l'arbre 4, le balancier est considéré comme rigide-ne subissant aucune rotation autour de l'axe 6 du cardan. La roue 10 se déplace donc dans son plan, référencé par la flèche 100. Bien entendu, au-delà d'une certaine valeur de choc, aucun des deux amortisseurs ne peut Jouer son relue et l'on arrive dans le domaine des accidents contre lesquels il est impossible ou presque de faire quelque chose pour protéger les passagers et la carlingue de 1 'aéronef. Bien entendu, un aéronef comme un hélicoptère doit pouvoir se propulser dans les airs en évitant qu'un maximum d'éléments s'oppose à sa progression pour minimiser le freinage du à la résistance à l'avancement dans l'air. Il est alors très avantageux de pouvoir procéder à la rétractation du train d'atterrissage. Pour cela, on commande, dans le mode de réalisation illustré, le vérin 40 pour obtenir son allongement. Ceci permet à la contrefiche 30 de se "briser" par une rotation senestrorsum de la bielle 31, et une rotation dextrorsum de la bielle 32 qui, du fait de leur liaison par l'arbre 33 permet ainsi un rapprochement de l'arbre 38 de l'arbre 36 qui est fixe sur le châssis 7. De ce fait, le levier 23 subit donc une rotation dextrorsum autour de l'arbre 24 qui est fixe par rapport au châssis 7. Cette rotation du levier 23 exerce une force sur l'arbre 29 pour tendre à entratner dans la mOrne rotation l'arbre 16 d'attache de l'extrémité 15 de l'amortisseur 12 donc la longueur est considéré constante. De ce fait, la position de l'arbre î6 s'éloigne de la position de l'arbre de rotation 4 qui est fixe par rapport au chtssis 7 et le bras de couplage 17 exerce donc par l'intermédiaire de l'amortisseur 12 une traction sur l'extrémité 8 du balancier 1 qui, de ce fait, subit une rotation senestrorsum qui tend à remonter le moyen de roulement 9 dans un logement éventuellement réalisé pour recevoir la partie basse de ce train d'atterrissage et éviter ainsi que la roue et le balancier s'opposent à 1'avancement de l'aéronef quand celui-ci est en vol La position du train complètement rentré est représen- tée sur les figures 2 et 3 où l'on voit les différentes positions relatives des éléments constitutifs du train d'atterrissage tel qutil vient autre décrit ci-dessus. Bien entendu, dans le sens contraire, c'est-à-dire de la position train rentré comme illustré sur les figures 3 et 4 à la position train sorti (figures 9 et 2), le passage s'effectue inversement en commandant le vérin 40 pour tendre à le raccourcir. Sur la figure il apparaft uns caractéristique qui permet une sécurité afin de maintenir le train relativement bloqué dans sa position train sorti, dans ce cas, le train est conformé de telle façon que l'arbre 76 ne soit pas situé sur la droite passant sensiblement par les deux arbres 24 et 14, lorsque le train est sorti, mais soit légèrement désaligné pour permettre un blocage de sécurité et éviter par exemple que le train ait tendance à se rétracter quand l'avion atterrît ou roule sur le sol. Le fonctionnement qui vient autre décrit ci-dessus permet de montrer l'avantage de la rétractation ou de la sortie du train d'atterrissage mais il peut Outre avantageux, lorsque le train se rétracte, que les moyens de roulement se rapprochent de la carlingue de l'aéronef, référencés par la flèche 101. Pour cela, quand le train est rétracté, et lorsque la contrefiche 30 se brise, le levier 26 subit une rotation pour transalter, en se référant à la figure 1, l'arbre 34 vers le haut. Ainsi, transmis par la tringle 30, ce mouvement de translation entratne la plaque 37 dans une rotation senestrorsum qui tend à faire sensiblement translater la tringle 51 vers la droite, tou Jour par référence à la figure 1. L'arbre 63 est donc tiré et entradne la rotation de la came 65 en ayant une tendance à éloigner l'extrémité 70 de la tige 71 du point 73. Cette tendance exerce donc une composante sensiblement perpendiculaire au plan du balancier, ce qui entradne sa rotation autour de l'arbre 6 du cardan 3 pour le rapprocher, comme cela apparat notamment sur la figure 4, de la carlingue 3 de l'aéronef dans une rotation illustrée par la flèche 101. On constate donc en regard de cette figure 4 llefface- ment du train qui peut ainsi complètement s-' escamoter et ne plus offrir de résistance à l'avancement de l'aéronef quand celui-ci est en vol. Ce rapprochement peut très simplement être expliqué par le phénomène de la triangulation définie par ses sommets disposés sur les axes 4-6, 69, 73r ce qui fait que si le catie du triangle défini par la tige 71 a une longueur constante, et que l'on déplace le sommet, en l'occurrence de l'arbre 69, l'autre sommet du triangle défini par l'arbre 73 subit une rotation centrée sur le troisième sommet, en l'occurrence l'arbre 6 plus précisément. Enfin, il est nécessaire de préciser que dans le texte de la présente description, il a été employé des arbres de rotation pour coupler deux pièces et leur permettre de pouvoir pivoter l'une par rapport à l'autre. I1 est bien évident qu'il ne faut pas se limiter à une interprétation stricte du sens d'arbre de rotation, mais qu'il faut l'entendre par tout moyen permettant de faire pivoter une pièce par rapport à l'autre suivant un axe ayant une certaine direction. C'est ainsi que l'on peut concevoir un arbre fixé sur une pièce, l'autre pièce étant montée pivotante sur cet arbre, par exemple au moyen d'un roulement du type à bille, à aiguille, etc, ou bien qu'un arbre soit monté libre et que les deux pièces peuvent pivoter par rapport à ce meme arbre du moment qu'elles puissent pivoter l'une par rapport à l'autre autour d'un mime axe. R E V E N D I C A T I O N S 1/ Train d'atterrissage apte à Outre monté sur un chassies d'aéronef, comme par exemple un hélicoptère, caractérisé par le fait qutil comprend au moins un balancier (1) dont une extrémité comporte des moyens (3) pour monter ledit balancier pivotant autour d'un premier arbre (4) sur un premier point (5) fixe du chassies (7), l'autre extrémité (8) étant apte à recevoir des moyens de déplacement (9), au moins un bras de couplage (17), un premier amortisseur (12) dont une extrémité (13) est montée pivotante autour d'un troisième arbre (14) sur ledit balancier (1), et dont l'autre extrémité (15) est montée pivotante sur un quatrième arbre (76) sur ledit bras de couplage (17) un deuxième amortisseur (18) dont une extrémité (19) est montée pivotante autour d'un cinquième arbre (20) sur ledit bras de couplage (17) et dont l'autre extrémité (21) comporte des moyens de liaison (22, 24...) avec un deuxième point fixe (25) dudit chssssis (7). 2/ Train d'atterrissage selon la revendication 7, caractérisé par le fait qutil comporte des moyens pour exercer une traction sur ledit bras de couplage (lu). 3/ Train d'atterrissage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour exercer une traction sur ledit bras de couplage comportent au moins un vérin (40) de commande dont une extrémité est liée à un quatrième point fixe (44) dudit chassies, et des moyens (30, 26...) pour relier l'autre extrémité (41) dudit vérin (40) audit bras de couplage (77). 4/ Train d'atterrissage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour relier l'extrémité dudit vérin (40) audit bras de couplage comporte un levier (26) monté rbtatif à une de ses extrémités, autour dudit deuxième point fixe (24) du châssis (7) dont l'autre extrémité est montée pivotante sur ledit bras (17) autour d'un arbre (29), une contrefiche brisable (30) dont une extrémité est apte à être montée pivotante en un troisième point fixe (37) dudit chassie (7), l'autre extrémité de ladite contrefiche étant montée pivotante sur ledit levier au moyen d'un sixième arbre (38), ledit vérin (40) étant monté pivotant sur un septième arbre (42) sur ladite contrefiche (30). 5/ Train d'atterrissage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens de liaison avec un deuxième point fixe dudit chassies comportent un huitième arbre pivotant (22) monté sur ledit levier (26). 6/ Train d'atterrissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (50, Si...) pour exercer une traction latérale sur ledit balancier. 7/ Train d'atterrissage selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour exercer une traction sur ledit balancier comportent une tige (71) liée à un point (73) dudit balancier par une extrémité (72), son autre extrémité étant apte à Outre déplacee en translation par des moyens de traction (65), ledit balancier (1) étant lié audit premier point fixe (5) dudit chtssis (7) par un cardan (3) A deux axes non parallèles (4,6). 8/ Train d'atterrissage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour exercer une traction sur ladite tige liée audit balancier comportent un ensemble de tringles (50,51) liées A une extrémité de ladite tige (71) liée audit balancier (1) par une came (6s) montée pivotante autour d'un neuvième axe (66) non confondu avec ledit arbre (4) monté pivotant sur ledit balancier, l'extrémité de l'ensemble desdites tringles (50,51) étant reliée à une extrémité dudit vérin (40). 9/ Train d'atterrissage selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'ensemble desdites trin gles est monté pivotant (54) sur ledit levier (23). 10/ Train d'atterrissage selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ensemble desdites tringles (50,51) est constitué par au moins deux tiges de couplage liées par des moyens de transformation de sens de mouvement (52).