Brevet FR2624938A1 — publié le 19890623

La présente invention concerne un amortisseur destiné plus particulièrement à améliorer les performances d'un avion au décollage, notamment lors du catapultage d'un avion embarqué sur un porte-avions. On sait que pour réduire La distance de décol- lage d'un avion, ou améliorer ses performances de décollage pour une distance de décollage donnée, il est nécessaire de donner à L'avion une grande vitesse verticale et de permettre une prise d'incidence rapide. La vitesse verticale est obtenue par la détente de l'ensemble du train d'atter- rissage et la prise d'incidence est principalement liée à la capacité de détente de l'atterrisseur auxiliaire. La détente doit être extrêmement rapide. En particulier, dans le cas d'un catapultage, l'atterrisseur auxiliaire doit pouvoir se détendre en soulevant la partie avant de l'avion de plusieurs centaines de millimètres dans un temps très court d'environ 0,15 seconde. On connaît des dispositifs permettant de donner à l'avion ou à une partie de celui-ci une grande vitesse verticale afin de favoriser un décollage très court. Ces dispositifs sont généralement complexes et s'ajoutent aux équipements habituels de l'avion dont ils augmentent le poids. Un but de la présente invention est d'intégrer la possibilité de donner une grande vitesse verticale à l'avion ou à une partie de l'avion à l'un ou plusieurs de ses amortisseurs en réalisant des amortisseurs pouvant accumuler de l'énergie et restituer cette énergie dans un temps très court. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un amortisseur comportant un caisson, une tige coulissante montée pour coulisser à l'intérieur du caisson, des moyens pour former au moins une chambre de gaz sous pression, une chambre d'huile associée à la chambre de gaz, et une chambre de détente reliée à la chambre d'huile par l'intermédiaire de moyens de laminage en détente, la chambre de détente ayant un volume variable en fonction d'un enfoncement de la tige coulissante dans le caisson; dans lequel un passage de court-circuit en détente est prévu entre la chambre d'huile et la chambre de détente, ce passage de court-circuit en détente ayant une section transversale supérieure à une section de passage des moyens de laminage, et dans lequel l'amortisseur comporte des moyens d'obturation commandés du passage de court-circuit en détente. Ainsi, lorsque l'amortisseur a été comprimé, l'ouverture du passage de court-circuit en détente de la chambre de détente permet une détente libre de l'amortis- seur et donc une grande vitesse verticale de l'ensemble de l'avion si les différents atterrisseurs ont été équipés d'un amortisseur selon l'invention, ou simplement une prise d'incidence rapide si l'atterrisseur auxiliaire avant seul a été équipé d'un amortisseur selon l'invention. Tout en souhaitant obtenir une détente rapide de l'amortisseur, il peut être souhaitable de continuer à assurer une fonction d'amortissement des oscillations aux- quelles l'avion est soumis dans la position fortement comprimée de l'amortisseur, ces oscillations pouvant venir soit de l'état de surface de la piste d'envol, soit des mouvements inertiels auxquels est soumis l'avion. Selon une version avantageuse de l'invention en liaison avec un amortisseur comportant une chambre de gaz haute pression et une chambre de gaz basse pression toutes les deux en communication avec la chambre d'huile, on prévoit des moyens de laminage haute pression sur un passage laminé haute pression entre la chambre d'huile et la chambre haute pression. Ainsi, lorsque l'amortisseur est comprimé, et que la chambre basse pression est donc à une pression égale à celle de la chambre haute pression, le laminage du flux d'huile entre la chambre d'huile et la chambre haute pression permet d'obtenir un amortissement des osciLLations de L'avion même lorsque Le passage de court circuit en détente est ouvert. Selon un aspect préféré de l'invention, les moyens de laminage haute pression comportent un clapet de laminage assurant un laminage plus important lors de d'un enfoncement de la tige coulissante dans le caisson que lors d'une détente. Ainsi on obtient un amortissement des oscillations sans nuire à la rapidité de détente de l'amortisseur. Selon un autre aspect avantageux de l'inven- tion, l'amortisseur comporte des orifices calibrés formant un passage en parallèle aux moyens de laminage haute pression et des moyens d'obturation de ces orifices calibrés. De préférence, les moyens d'obturation du passage laminé haute pression sont associés aux moyens d'obturation des orifices calibrés haute pression pour agir en alternance avec ceux- ci, et les moyens d'obturation des orifices calibrés haute pression sont associés aux moyens d'obturation commandés du passage de court-circuit en détente de la chambre de détente pour agir en alternance avec ceux-ci. Ainsi, les conditions d'amortissement sont adaptées à la vitesse de détente de l'amortisseur. Selon un mode de réalisation préféré de l'in- vention en liaison avec un amortisseur comportant une tige plongeuse fixée rigidement au caisson et s'étendant à l'inté- rieur de celui-ci, cette tige plongeuse ayant une paroi s'étendant dans la tige coulissante pour former la chambre de détente le passage de court circuit en détente de la chambre de détente est réalisé dans la paroi de la tige plongeuse et les moyens d'obturation commandés du passage de court circuit en détente comportent un tiroir monté pour coulisser à l'intérieur de la tige plongeuse. De préférence, la chambre de gaz haute pression est contenue dans la tige plongeuse et les moyens d'obturation du passage laminé haute pression et des orifices calibrés haute pression sont portés par le tiroir. Ainsi, la position des différents moyens d'obturation est aisément commandée par un seul mouvement du tiroir à partir d'un organe de commande extérieur à l'amortisseur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la descrip- tion qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en liaison avec la figure unique ci-jointe qui représente une vue en coupe axiale d'un amor- tisseur selon l'invention, la moitié gauche représentant l'amortisseur dans une position comprimée, le passage de court-circuit en détente étant ouvert, tandis que la moitié droite représente l'amortisseur en position détendue, le passage de court-circuit en détente étant fermé. En référence à la figure, l'amortisseur comporte un caisson 1 dans lequel est monté un tube tournant 2 mainte- nu longitudinalement selon une position fixe par rapport au caisson 1 mais pouvant pivoter autour d'un axe longitudi- nal du caisson 1. Une tige coulissante 3 est montée pour coulisser dans le tube tournant 2 sur une tige plongeuse 4 solidaire du caisson 1. Les parties en regard de la tige coulissante 3 et de la tige plongeuse 4 délimitent une chambre de détente annulaire 5 qui est en communication avec une chambre d'huile 6 dans la tige coulissante 3 par un passage 7 auquel est associé un clapet de laminage 8. Dans sa partie inférieure, la tige coulissante 3 comporte une cloison transversale 9 percée d'orifices calibrés 10 et délimitant une chambre basse pression dans laquelle coulisse un piston basse pression 11. Du gaz sous pression est introduit par une valve 12 dans le volume 13 compris entre le piston 11 et l'extrémité inférieure de la tige coulissante 3. Environ au milieu de sa hauteur, la tige plongeuse 4 comporte une cloison transversale 14 percée d'orifices 15 et délimitant une chambre haute pression dans laquelle coulisse un piston haute pression 16. L'espace 17 compris entre le piston haute pression 16 et L'extrémité supérieure de la tige plongeuse 4 est rempli avec un gaz sous pression introduit par une valve 18. La partie de paroi de la tige plongeuse 4 qui est commune à la chambre d'huile 6 et à la chambre de détente 5 comporte des ouvertures 18 formant un passage de court-circuit en détente entre la chambre de détente et la chambre d'huile 6. La partie supérieure de la tige coulissante 3 comporte une surépaisseur 19 en saillie vers l'intérieur qui, en fin de détente de l'amortisseur, vient obturer automatiquement les ouvertures 18 formant le passage de court-circuit en détente. Un tiroir 20 est monté pour coulisser coaxia- lement à la tige plongeuse 4, une étanchéité étant assurée au niveau de la traversée de la cloison supérieure de la tige plongeuse 4 et du piston haute pression 16. Le tiroir est un tiroir creux comportant un canal central 21 fermé à sa partie supérieure par une valve 22 servant à remplir l'amortisseur avec de l'huile. Au voisinage de sa partie supérieure, le tiroir 20 comporte un épaulement 23 entouré par une chambre de commande 24 reliée à un orifice de com- mande 25. Au niveau-de l'épautement 23, le tiroir 20 comporte également une collerette de butée 26. Un ressort de rappel 28 est disposé à la base du tiroir 20 et s'appuie à son extrémité inférieure sur un rebord inférieur de la tige plongeuse et à son extrémité supérieure contre une partie en regard du tiroir 20 Entre la paroi transversale 14 et son extrémité inférieure, la tige plongeuse 4 comporte une cloison annulai- re 29 en saillie vers l'intérieur et percée d'orifices calibrés haute pression 30. En regard de la cloison annulaire 29, le tiroir 20 comporte une zone en surépaisseur 31 qui, dans une position abaissée du tiroir, obture les orifices et, dans une position relevée du tiroir, dégage les orifices calibrés 30. Au voisinage de son extrémité inférieure, le tiroir 4 comporte une cloison annulaire 32 ayant un diamètre externe égal au diamète interne de la partie de tige plongeuse 4 en regard. La cloison annulaire 32 a une hauteur appropriée pour obturer le passage de court-circuit en détente 18 lorsque le tiroir 20 est en position relevée et pour dégager ce passage lorsque le tiroir est en position abaissée. La cloison annulaire 32 est reliée à la partie centrale du tiroir 4 par une cloison transversale percée de passages d'huile 33. A son extrémité inférieure, le canal central 21 du tiroir 4 comporte un clapet de laminage en compression 34. Au voisinage de la cloison transversale 14 de la tige plongeuse 4, le tiroir 4 comporte un passage d'huile 35 qui est dégagé pour une position abaissée du tiroir et est emprisonnée dans l'épaisseur de la cloison transversale 14 pour une position relevée du tiroir 20. L'amortisseur selon l'invention est plus particulièrement destiné à être utilisé comme atterrisseur auxiliaire avant d'un avion embarqué sur un porte-avions. C'est en liaison avec cette application que son fonctionne- ment va maintenant être décrit. Lors d'un catapultage, de l'huile sous une pression supérieure à celle de la chambre d'huile 6 est admise dans la chambre supérieure de commande 24 par l'orifice de commande 25 et repousse le tiroir 20 à l'encontre de la force exercée par le ressort 28 et de la pression exercée par l'huile de la chambre d'huile 6 sur le tiroir 20 jusqu'à ce que la collerette 26 vienne en butée contre la paroi inférieure de la chambre de commande. Dans cette position abaissée du tiroir, le passage de court- circuit en détente 18 est dégagé, les orifices calibrés haute pression 30 sont obturés et le passage d'huile 35 est dégagé. Lorsque la barre de catapultage est mise en traction, l'amortisseur est comprimé et prend la position représentée sur la moitié gauche de la figure. Dans cette position, la chambre de gaz basse pression est sensiblement totalement écrasée et est donc à la même pression que la chambre haute pression ellemême fortement comprimée. Dans la première phase de catapultage, l'amortisseur reste com- primé tant que la barre de catapultage est maintenue dans le sabot de catapultage. Dans ces conditions, si l'amor- tisseur est comprimé de façon suppLémentairer par suite d'oscillations de la structure de l'avion, te volume de la chambre de détente 5 augmente au fur et à mesure de l'enfoncement de la tige coulissante 3. L'huile provenant de la chambre d'huile 6 pénètre alors sensiblement librement dans la chambre de détente 5 en passant par les passages d'huile 33 et le passage de court-circuit en détente 18. Simultanément, de l'huile se déplace vers la chambre de gaz haute pression en étant laminée à travers le clapet de laminage 34. La compression de l'amortisseur se trouve donc freiné par ce laminage et on évite donc des oscillations trop importantes. Dans cette position du tiroir 20, si l'amortisseur se détend légèrement, l'huile revient sensi- blement librement depuis la chambre de détente 5 vers la chambre d'huile 6 en passant par le passage de court- circuit en détente 18 et le passage 33. Elle revient égale- ment sensiblement Librement de la chambre haute pression vers la chambre à huile 6, le clapet 34 étant de préférence équipé de rainures en étoiles (non représentées) sur sa face inférieure afin d'assurer un laminage seulement lors de la compression de l'amortisseur. Lorsque la barre de catapultage s'échappe du sabot de catapultage, l'amortisseur se détend brutalement sous l'effet de La détente brusque des chambres de gaz de l'amortisseur. L'huile de la chambre de détente 5 qui contr8le habituellement la détente de l'amortisseur s'échappe librement de cette chambre 5 par le passage de court-circuit 18 et ne gêne donc pas la détente. Lorsque l'amortisseur arrive en fin de détente, la partie en saillie vers l'intérieur 19 de la paroi de La tige coulis- sante vient obturer le passage de court-circuit 18 et la fin de course de détente de L'amortisseur se déroule donc à vitesse lente en raison du laminage par le clapet de laminage 8. On évite ainsi de détériorer l'amortisseur par un choc trop brutal en fin de course de détente. Avant l'appontage, l'amortisseur est entière- ment détendu et se présente alors dans la position représen- tée sur la moitié droite de la figure. Dans cette position, l'orifice de commande 25 est ramené à la pression basse de la réserve d'huile du circuit de commande et le tiroir remonte donc sous l'effet du ressort 28 et la pression qu'exerce l'huile de la chambre d'huile 6 sur le tiroir 20. Dans cette position relevée du tiroir 20, les orifices sont emprisonnés dans l'épaisseur de la cloison trans- versale 14, les orifices calibrés 30 sont dégagés et les passages de court-circuit en détente 18 sont obturés tant par la cloison 32 que par la surépaisseur 19 de la tige coulissante. Dans ces conditions, lors de l'appontage, le mouvement de compression de l'amortisseur est amorti par le laminage de l'huile d'une part à travers les orifices calibrés 10 associés à la chambre basse pression et d'autre part à travers les orifices calibrés 30 associés à la chambre haute pression. Un mouvement de détente de l'amortisseur est ralenti par le laminage de l'huile en provenance de la chambre de détente 5 à travers le clapet de laminage 8. L'amortisseur remplit donc sa fonction habituelle d'ab- sorption d'énergie à l'impact et d'amortissement des oscil- lations au roulement. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisations sans sortir du cadre de l'in- vention. En particulier, bien que l'amortisseur représenté soit un amortisseur de train auxiliaire avant équipé d'un tube tournant 2, une structure analogue peut être utilisée pour un amortisseur d'un train d'atterrissage principal dans lequel la tige coulissante 3 est montée directement dans le caisson 1. De même, Les caractéristiques de L'invention peuvent s'appliquer à un amortisseur comportant une chambre de détente -comprise entre des parois transversales. Si on le souhaite pour une raison queLconque, le tiroir coulis- sant 20 peut être remplacé par un tiroir rotatif. Les moyens d'obturations annulaires qui ont été décrits sont alors remplacés par des secteurs angulaires afin d'assurer une ouverture ou une fermeture des passages correspondants en fonction de La position angulaire du tiroir. REVENDICATIONS 1. Amortisseur comportant un caisson (1), une tige coulissante (3) montée pour coulisser à l'intérieur du caisson, des moyens pour former au moins une chambre de gaz sous pression (13, 17), une chambre d'huile (6) associée à la chambre de gaz, et une chambre de détente (5) reliée à la chambre d'huile par l'intèrmédiaire de moyens de laminage en détente (8), la chambre de détente (5) ayant un volume variable en fonction d'un enfoncement de la tige coulissante dans le caisson, caractérisé en ce qu'il comporte un passage de court-circuit en détente (18) entre la chambre d'huile (6) et la chambre de détente (5), ce passage de courtcircuit en détente ayant une section transversale supérieure à une section de passage des moyens de laminage (8), et en ce que l'amortisseur comporte des moyens d'obturation commandés (32) du passage de court- circuit en détente(18). 2. Amortisseur selon la revendication 1 compor- tant une chambre de gaz haute pression (17) et une chambre de gaz basse pression (13), toutes les deux en communication avec la chambre d'huile (6) caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de laminage haute pression (34) sur un passage laminé haute pression (21) entre la chambre d'huile (6) et la chambre haute pression (17). 3. Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de laminage haute pression comportent un clapet de laminage (34) assurant un laminage plus important lors d'un enfoncement de la tige coulissante dans le caisson que lors d'une détente. 4. Amortisseur selon la revendication 2, ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des orifices calibrés haute pression (30) formant un passage en parallèle aux moyens de laminage haute pression (34), et des moyens d'obturation (31) de ces orifices calibrés haute pression (30). 5. Amortisseur selon La revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'obturation (14) du passage Laminé haute pression associés aux moyens d'obturation (31) des orifices calibrés haute pression (30) pour agir en alternance avec ceux-ci. 6. Amortisseur selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'obtu- ration (31) des orifices calibrés haute pression (30) et les moyens d'obturation commandés (32) du passage de court- circuit en détente (18) de La chambre de détente (5) sont associés pour agir en alternance. 7. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comportant une tige plongeuse (4) fixée rigidement au caisson et s'étendant à l'intérieur de celui-ci, cette tige plongeuse ayant une paroi s'étendant dans la tige coulissante (3) pour former la chambre de détente (5), caractérisé en ce que le passage de court- circuit en détente (18) de la chambre de détente (5) est réalisé dans la paroi de la tige plongeuse (4) et en ce que les moyens d'obturation commandés (32) du passage de court-circuit en détente (18) comportent un tiroir (20) monté pour coulisser à l'intérieur de la tige plongeuse (4). 8. Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tige coulissante (3) comporte des moyens de fermeture (19) du passage de courtcircuit en détente (18) en fin de détente de l'amortisseur quelle que soit la position des moyens d'obturation commandés (32). 9. Amortisseur selon la revendication 7 prise dans son rattachement à la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre de gaz haute pression (17) est contenue dans la tige plongeuse et en -ce que les moyens d'obturation du passage laminé haute pression (21) et des orifices calibrés haute pression (30) sont portés par le tiroir (20).