Brevet FR2802892A1 — publié le 20010629

La présente invention concerne un atterrisseur d'aeronef, du type comportant une jambe constituée par un caisson articulé sur une structure d'aéronef et une tige coulissant télescopiquement dans ledit caisson, en extré liti de laquelle est articulé un balancier porteur d'un train de roues à plusieurs essieux. L'invention s'intéresse plus particulièrement au cas atterrisseurs portant un train de roues à plusieurs essieux, dont un essieu (en général l'essieu arrière) peut pivoter de part et d'autre d'une position médiane autour d' axe qui est contenu dans le plan médian de l'atterris seur et perpendiculaire au plan commun des essieux. En dehors des atterrisseurs avant pour lesquels il connu depuis fort longtemps de prévoir un dispositif de commande d'orientation, on s'est intéressé il y a une trentaine d'années à des dispositifs de commande d'orienta tion d'atterrisseur principaux d'aéronef. En effet, la réalisation d'aéronefs de plus en plus lourds oblige à prévoir des trains d'atterrissage comportant un nombre important de roues et/ou une pluralité d'atterrisseurs équipé de trains de roues. Le document US-A-3 488 020 décrit un système de commande d'orientation d'atterrisseur, dans lequel le train de roues peut tourner autour de l'axe de la jambe associée, cet axe étant sensiblement vertical lorsque l'aéronef est au sol. On recherchait en effet à orienter le train de roues de telle façon que sa direction principale reste tangeante à l'arc de cercle décrit lorsque l'aéronef est en roulement sur le sol, afin de diminuer l'usure des pneuma tiques. Le dispositif de commande d'orientat' utilise alors deux vérins appairés, dont les tiges sont reliées entre elles. Pour faire tourner l'atterrisseur, l'un des deux vérins est verrouillé en position comprimée, de façon à se comporter comme une bielle rigide, tandis Que l'autre vérin est actionné pour faire tourner le train de roues autour de 1 axe du caisson. Un système analogue est décrit dans le document US-A-3 516 625. On a également proposé des systèmes dans lesquels chaque bogie à deux paires de roues est articule autour d'un axe confondu avec l'axe de la jambe. On pourra à cet effet se référer aux documents US-A-2 851 231 et -A-2 943 820. Plus récemment on s'est intéressé à aéronefs gros porteurs, comportant des atterrisseurs équipés de plus de deux essieux, l'essieu arrière étant monté pivotant en extrémité balancier, de façon à limiter l'usure des pneumatiques de cet essieu qui sont les plus sujets à usure dans la mesure où ce sont les plus éloignés du centre de rotation instantané de l'aéronef. On pourra ainsi se référer au document US-A-5 242 131, qui décrit un disposi tif de commande d'orientation de l'essieu arrière compor tant deux verins disposés en push pull. Lorsque l'essieu arrière est dans sa position médiane, les deux vérins, qui sont équipés de moyens de verrouillage à mi-course, ont leur tige qui est verrouillée. De plus, il est prévu un verrouillage positif stable au moyen d'un vérin additionnel à plongeur dont l'axe est parallèle à l'axe de pivotement de l'essieu arrière, ce vérin étant débrayable lorsque l'on souhaite faire tourner l'essieu arrière. Ce système présente toutefois un double inconvénient, dont le premier est l'utilisat n d'un verrouillage à mi-course vérins de commande au moyen de segments et gorges, ce verrouillage ne pouvant etre que sommaire, et dont le second reside dans la difficulté d'amener avec précision l'essieu arrière dans sa position médiane où il est perpendiculaire à la direc tion principale du balancier, de façon que le plongeur commandé le vérin de verrouillage puisse pénétrer dans les deux ouvertures alors amenées en vis-à-vis. pourra également se référer au document US-A 5 207 398 de la demanderesse, dans leouel on prouve également un système d'orientation d'essieu arrière utilisant deux vérins en push pull, mais équipé d'un dispositif de verrouillage extérieur utilisant un aligne ment, afin justement d'éviter l'inconvénient du verrouil lage à mi-course des vérins de commande du système précité. L'invention vise à proposer un train d'atterris sage à train de roues comportant un essieu orientable, équipé d'un dispositif de commande d'orientation évitant l'inconvénient des verrouillages à mi-course des vérins de commande, tout en conservant la précision de la commande d'orientation et la facilité ramener l'essieu pivotant dans sa position médiane. Ce problème est résolu conformément à l'inven tion, grâce à un atterrisseur aéronef du type comportant une jambe constituée par caisson articulé sur une structure d'aéronef et une tige coulissant télescopiquement dans ledit caisson, en extremité de laquelle est articulé un balancier porteur d'un train de roues à plusieurs essieux, dont un essieu peut pivoter de part et d'autre d'une position médiane autour un axe qui est contenu dans le plan médian de 1'atterrisseur et perpendiculaire au plan commun des essieux, avec un dispositif de commande d'orien tation prévu pour déterminer position angulaire dudit essieu pivotant par rapport à la direction principale du balancier, ledit dispositif comportant, de chaque côté du plan médian de l'atterrisseur, un levier transversal articulé sur le balancier en pouvant pivoter autour d'un axe respectif qui est parallèle à l'axe de pivotement de l'essieu pivotant et déporté latéralement par rapport audit plan médian, chaque levier transversal étant relié, du côté extérieur de son pivot, à l'essieu pivotant par un vérin de manoeuvre associé, et, du côté intérieur de son pivot, à l' autre levier transversal par une _iaison n:éca?:icue positive obligeant les deux leviers à i,,# -ivoter en sens inverse l'un de !'autre. Ainsi, grâce à la présence d'une liaison mécani que positive entre les deux leviers transversaux, il devient possible d'agencer les deux vérins commande de telle façon qu'ils soient tous deux en position comprimée lorsque l'essieu pivotant est dans sa position médiane, de sorte le pivotement de cet essieu s'effectue simplement par actionnement d'un seul vérin, l'autre comcortant alors comme une bielle rigide. Le couplage mécanique entre les differents composants du dispositif est tel que les efforts transmis par le vérin qui est actionne, d'une part à l'essieu pivotant dans la direction du pivotement, du côté dudit vérin, et d'autre part audit essieu pivotant par l'autre vérin dans la direction opposée, efforts se combinant pour réaliser le couple désiré en vue du pivote ment de essieu autour de son axe. De préférence, chacun des vérins de manoeuvre est verrouillable en position comprimée, laquelle position correspond à la position médiane de l'essieu pivotant. Contrairement au verrouillage à mi-course des solutions précitées de l'art antérieur, le verrouillage un vérin position comprimée est à la fois simple à organiser par tout système à griffes ou analogue, et il est parfaitement fiable dans la mesure où la tige du vérin en positior de butée positive. De préférence, les vérins de manoeuvre sont articulés au balancier et à l'esseu pivotant en étant agencés telle façon que leur axe reste dans le plan commun des essieux, et donc coupe l'axe de l'essieu pivotant quelle que soit la position angulaire dudit essieu pivotant. évite ainsi de générer un couple parasite lors de 1'actionnement de l'un ou l'autre des deux vérins de commande. Avantageusement, dans la _@;c:s@ `@.i on médiane de l'essieu arrière, les deux vérins de manoeuvre sort disposés symétriquement par rapport au plan médian, avec une direction qui est sensiblement parallèle à la direction du balancier. On obtient alors une transmission optimale des efforts. De préférence encore, les pivots des leviers transversaux sont disposés symétriquement par rapport au plan médian. Par ailleurs la liaison mécanique positive entre les deux leviers transversaux pourra être réalisée de plusieurs façons sur le plan. structurel, et l'invention entend couvrir toutes les variantes structurel mettant en oeuvre la fonction désirée. Dans un premier mode d'exécution, liaison mecanique positive est constituée par une bielle. En particulier, dans la position médiane de l'essieu pivotant, bielle de liaison est située dans le plan median. Dans un deuxième mode d'exécution, liaison mecanique positive est constituée par deux portions dentées en engrènement mutuel, chaque portion dentée étant rigide ment solidaire du levier transversal associé. particu lier, les dents en prise des portions dentées sont situées dans le plan médian, et ce quelle que soit position angulaire de l'essieu pivotant. Dans un troisième mode d'exécution possible, la liaison mécanique positive est constituée par une four chette et un doigt coulissant dans une fente ladite fourchette, ladite fourchette et ledit doigt étant rigide ment solidaires du levier transversal associé. particu lier, dans la position médiane de l'essieu pivotant, le doigt est situé dans le plan médian, et la lumière de la fourchette est orientée perpendiculairement audit plan. L'essieu pivotant pourra être l'essieu le plus en arrière du train de roues, ou en variante le plus en avant dudit train de roues. D'autres caractéristiques et avantages de l'in vention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concer nant des modes de réalisation particuliers, en référence aux figures où . - la figure 1 est une vue en élévation d'un atterrisseur d'aéronef à train de roues comportant un essieu arrière orientable, équipé d'un dispositif de commande d'orientation agencé conformément à l'invention ; - la figure 2 est une coupe selon II-II de l'atterrisseur précité permettant de voir par le dessus le balancier avec ses trois essieux, avec le dispositif de commande d'orientation associé à l'essieu arrière ; - la figure 3 est une vue partielle de dessus illustrant - plus grande échelle le dispositif de commande d'orientation de l'atterrisseur des figures 1 et 2, avec une liaison mécanique positive réalisée sous la forme d'une bielle ; - la figure 4 illustre une autre variante dans laquelle liaison mécanique positive est réalisée au moyen de portions dentées en engrènement mutuel ; - la figure 5 illustre encore une autre variante dans laquelle la liaison mécanique positive réalisée sous la forme d'un doigt coulissant dans la fente d'une fourchette - la figure 6 est une vue partielle élévation de l'extrémité du balancier, permettant de mieux distinguer l'agencement relatif des leviers et des vérins commande, ces derniers étant disposés dans le plan commun des essieux. Les figures 1 et 2 illustrent un atterrisseur d'aéronef 1, comportant une jambe 2 constituée par un caisson 3 articulé sur une structure d'aéronef (la zone d'articulation n'est pas illustrée ici dans la où l'on s'intéresse essentiellement au train de ioues de l'atterrisseur), et une tige 4 coulissant télescopiouement dans le caisson, en extrémité de laquelle est articulé un balancier 5 porteur d'un train de roue R à plusieurs essieux. L'atterrisseur 1 comporte classiquement un compas reliant le balancier 5 au caisson 3 de la jambe, et l'on a représenté seulement sur la figure 1 le bras inférieur 6 dudit compas. En l'espèce, le balancier 5 est articulé sur la tige coulissante 4 au niveau de son essieu central 8, entre un essieu avant 7 et un essieu arrière 9. Les trois essieux 7,8 9 restent dans un plan commun noté Q, qui est perpendiculaire au plan médian noté P de l'atterrisseur. On a également noté D la direction principale du balancier 5. essieu du train de roues, en l'espèce l'essieu le plus en arrière 9, peut pivoter de part et d'autre d'une position mediane autour d'un axe noté X qui est contenu dans le plan médian P et perpendiculaire au plan commun des essieux Q. Un dispositif de commande d'orientation 10 alors prévu pour déterminer la position angulaire dudit essieu arrière 9 par rapport à la direction principale balancier 5. Dans la suite de la description, on va décrire dispositif de commande d'orientation associé à l'essieu arrière 9, mais il va de soi que l'on pourrait aussi bien prévoir que l'essieu pivotant est l'essieu 7 le plus avant du train de roues, avec le même dispositif. Le dispositif de commande d'orientation comporte, de chaque côté du plan médian P de l'atter risseur, un levier transversal, respectivement 11 , articulé sur le balancier 5 en pouvant pivoter autour un axe respectif qui est parallèle à l'axe de pivotement X de l'essieu arrière 9 et déporté latéralement par rapport audit plan médian. Chaque levier transversal 11,12 est en outre relié, du côté extérieur de son pivot, à l'essieu arrière 9 par un vérin de manoeuvre associé 17,18, et, du côté intérieur de son pivot, à l'autre levier transversal 12,11 par une liaison mécanique positive obligeant les deux leviers 11,12 à pivoter en sens inverse l'un de l'autre. L'agencement structurel du dispositif de commande d'orientation 10 illustré sur les figures 1 et 2 sera mieux compris en se référant à la vue de la figure 3, qui est une vue partielle à plus grande échelle de la zone d'articula tion de l'essieu arrière 9. On distingue ainsi un premier levier 11 iculé en sur un appendice associé 15 solidaire du balancier 5, l'articulation 13 étant déportée par rapport au plan médian P. vérin de manoeuvre associé 17 est intercalé entre ce levier 11 et l'essieu arrière 9, en étant articule en 19 sur branche 25 du levier il, ici par son corps et en 21 sur un appendice associé 23 du balancier 9, ici par sa tige. De la même façon, on retrouve un agencement symétri que de l'autre côté du plan médian P, avec, pour levier 12, branche 26 sur laquelle est articulé le corps du vérin 18 en un point 20, la tige dudit vérin étant articu lée 22 sur un appendice associé 24 de l'essieu arrière 9. axe de l'essieu arrière est noté Y, et, en position médiane dudit essieu arrière, ledit axe est perpendiculaire à direction D du balancier 5 (et au plan médian Ainsi que cela ait été dit plus haut chaque levier transversal 11,12 est relié du côté extérieur son pivot 13,14, à l'essieu arrière 9 par le vérin de manoeuvre associé 17,18 et, du côté intérieur de son pivot, a autre levier transversal 12,11 par une liaison mécanique positive notée 30 obligeant les deux leviers 11,12 à pivoter en sens inverse l'un de l'autre. Sur les figures 1,2 3, la liaison mécanique positive 30 entre les deux leviers transversaux 11,12 est constituée par une bielle 31 articulée en 32 sur une branche 33 du levier 11, et en 35 sur une branche 34 du levier 12. Dans la position médiane de l'essieu arriere 9, qui est celle illustrée sur la figure 3, les deux vérins de manoeuvre 17,18 sont disposés s-;-mét?-iqueme::t par rapport au plan médian P, et leur direction est sensiblement parallèle à la direction D du balancier 5. Les pivots ,14 des leviers transversaux 11,12 sont en outre disposés symétri quement rapport à ce plan médian P. Dans cette position médiane illustrée en figure 3, les deux vérins 18 sont en position comprimée, c'est-à-dire que leur tige est en butée à intérieur de leur corps. Il sera intéressant de prévoir que chacun des vérins de manoeuvre 18 soit verrouillable en position comprimée, laquelle position correspond à la position médiane de l'essieu arrière 9. Ce verrouillage pourra être réalisé par tout moyen classique, tel qu' système à griffes déjà largement utilisé dans le domaine cette position de verrouillage étant en outre une position stable dans la mesure où elle correspond à une positon de butée de la tige du vérin. Un tel verrouillage est donc beaucoup plus intéressant que le verrouillage à mi-course prévu dans les systèmes antérieurs mentionnés au début. Lorsque l'on veut faire tourner l'essieu arrière 9 dans le sens trigonométrique (en vue de dessus de la figure 3), le vérin 17 est alors actionné . la tige du vérin 17 exerce alors une poussée sur le balancier au niveau de l'articulation 21, et la réaction est transmise par le levier il, la bielle 31, et le levier 12, à l'autre vérin de commande 18 qui, quant à lui, reste en positon comprimee où il est verrouillé (le vérin 18 se comportant alors comme une bielle rigide). Dans ce cas, un effo--t allant dans le même sens est exercé au niveau de l'articu lation sur le balancier 9, de l'autre côté l'axe de pivotement X dudit essieu. Les efforts concourent ainsi à l'obtention du couple de pivotement. On notera que, dans la polit, médiane de l'essieu arrière 9, la biel-e de liaison 31 est située dans le plan médian P, comme cela est visible sur la figure 3. Si l'on souhaite tourner l'essieu arriere _ dans le sens contraire, le vérin 17 reste alors verrouillé dans sa position comprimée, et c'est le vérin -18 qui est alors actionné avec la même transmission des efforts pour obtenir couple de pivotement désiré. Ainsi que cela est mieux visible sur la vue partielle la figure 6, il est intéressant de prévoir Que les vérins de manoeuvre 17,18 soient articulés balancier 5 et à 1 essieu arrière 9 en étant agencés de telle façon que leur axe reste dans le plan commun Q des essieux, et donc coupe l'axe Y de l'essieu arrière 9 quelle que soit la position angulaire dudit essieu arrière. Dans ce cas, lorsque 'un ou l'autre des deux vérins de commande 17,18 est actionné, l'autre restant verrouillé position comprimée, la ligne de transmission des efforts coupe l'axe Y de l'essieu arrière 9, ce qui évite la transmission d'un couple parasite. De plus, ceci permet de mieux dégager la partie supérieure du balancier 5, laquelle est occupée que par leviers 11,12 et la bielle de liaison 31. Ainsi que cela a été dit plus haut, il est possible prévoir une multitude de structures différentes permettant de mettre en oeuvre la fonction la liaison mécanique positive entre les leviers transversaux 11,12, cette fonction étant le couplage direct des deux leviers organisé telle façon que lesdits leviers ne puissent que pivoter en sens inverse l'un de l'autre. Les figures 4 et 5 illustrent à titre d'exemples, deux autres variantes envisageables étant entendu que d'autres variantes non représentées pourront être envisa gées. Sur la figure 4, qui est à rapprocher de la figure pour les éléments communs, seule la partie intérieure des leviers 11,12 est modifiée par rapport à la variante précédemment décrite de la figure 3. En effet, les branches intérieures 41,42 des leviers 11,12 sont age:_cées sous la Lorme de portions dentées, ici des secteurs dentés, dont les dentures 43,44 sont en encrènement mutuel, chaque portion dentée étant rigidement solidaire du levier transversal associé. Comme précédemment, si 'on actionne le vérin 17 tandis que l'autre vérin 18 est verrouillé en position comprimée, le couplage obtenu par dents en prise mutuelle assure la transmission des efforts pour obtenir un effet de traction en 22 sur l'essieu arrière 9, se combinant à l'effet de poussée exercé en 21 par le vérin 17. L'actionnement du seul vérin 18, tandis le vérin 17 est verrouillé en position comprimée, permet à l'inverse d'exercer une poussée en 22 sur l'essieu arriere 9, et une traction en 21 de l'autre côté de la l'axe X. La liaison mécanique positive 40 ainsi réalisée met donc en oeuvre la même fonction que la liaison 30 réalisée par la bielle 31 précédemment décrite. On notera que les dents en prise des portions dentées 41,42 sont situées dans le plan médian P, et ce quelle que soit la position angulaire de l'essieu arrière 9. Sur la figure 5, la liaison mécanique positive, notée 50 entre les deux leviers transversaux 11,12 est constituee par une fourchette 51 et un doigt 52 coulissant dans une fente 53 de ladite fourchette. Le doigt 52 est fixé sur une branche 54 du levier 12, de l'autre côté du pivot 14 dudit levier par rapport à la branche 26 couplée au vérin 18. La fourchette 51 et le doigt 52 sont rigide ment solidaires du levier transversal associé respective ment 1?, . On notera que, dans la position médiane de l'essieu arrière 9, qui est illustrée sur la figure 5, le doigt 52 situé dans le plan médian P, et lumière 53 de la fourchette 51 est orientée perpendiculaizement audit plan. deux leviers 11,12 sont alors sensiblement rectilignes, et, dans cette position, leur direction est parallèle à l'axe Y de l'essieu arrière 9. obtient une disposition selon un rectangle qui est particulièrement favorable pour le maintien fiable dans la position médiane de l'essieu arrière. Dans tous les cas, il suffit d'actionner 'un des deux vérins de manoeuvre, tandis que l'autre reste ver rouillé en position comprimée, pour obtenir le pivotement désiré l'essieu arrière, le vérin comprimé se comportant alors comme une bielle rigide. Enfin, la position médiane de l'essieu arrière, dans laquelle l'axe Y est perpendicu laire - direction D du balancier, est obtenue façon précise et fiable par l'alimentation des deux verins de commande et le verrouillage desdits vérins dans leur posit' comprimée. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles enoncées plus haut. REVENDICATIONS 1. Atterrisseur d'aéronef, comportant jambe constituée par un caisson articulé sur une structure d'aéronef et une tige coulissant télescopiquement dans ledit caisson, en extrémité de laquelle est articulé un balancier (5) porteur d'un train de roues à plusieurs essieux, dont un essieu (9) peut pivoter de part et autre une position médiane autour d'un axe (X) qui est contenu dans le plan médian (P) de l'atterrisseur et perpendicu laire au plan commun des essieux, un dispositif de commande orientation (10) étant prévu pour déterminer la position angulaire dudit essieu pivotant (9) par rapport à la direction principale (D) du balancier (5), caractérisé en ce que le dispositif de commande d'orientation (10) comporte, de chaque côté du plan médian (P) de l'atter risseur, un levier transversal (11,12) articule sur le balancier (5) en pouvant pivoter autour d'un axe respectif (13,14) qui est parallèle à l'axe de pivotement (X) de 'essieu pivotant (9) et déporté latéralement rapport audit plan médian, chaque levier transversal (11,12) étant relié, du côté extérieur de son pivot, à l'essieu pivotant par un vérin de manoeuvre associé (17,18) et, du côté intérieur de son pivot, à l'autre levier transversal (12 ;11) par une liaison mécanique positive (30;40; obli geant les deux leviers (11,12) à pivoter en sens inverse l'un de l'autre. 2. Atterrisseur selon la revendication , carac terisé en ce que chacun des v6rins de manoeuvre (17, est verrouillable en position comprimée, laquelle position correspond à la position médiane de l'essieu pivotant (9). 3. Atterrisseur selon la revendication ou revendication 2, caractérisé en ce que les vérins de manoeuvre (17,18) sont articulés au balancier (5) et à 1 essieu pivotant (9) en étant agencés de telle façon que leur axe reste dans le plan commun (Q) des essieux, et donc coupe l'axe (Y) de l'essieu pivotant (9) quelle que soit position angulaire dudit essieu pivotant. 4. Atterrisseur selon l'une des revendications à 3, caractérisé en ce que, dans la position médiane de l'essieu pivotant (9), les deux vérins de manoeuvre (17, sont disposés symétriquement par rapport au plan médian (P), avec une direction qui est sensiblement parallèle à direction (D) du balancier (5). 5. Atterrisseur selon l'une des revendications à 4, caractérisé en ce que les pivots (13,14) des leviers transversaux (11,12) sont disposés symétriquement rapport au plan médian (P). . Atterrisseur selon l'une des revendications à 5, caractérisé en ce que la liaison mécanique positive (30) entre les deux leviers transversaux (11,12) constituée par une bielle (31). . Atterrisseur selon la revendication 6, carac térisé en ce que, dans la position médiane de l'essieu pivotant ( ), la bielle de liaison (31) est située dans plan médian (P). . Atterrisseur selon l'une des revendications à 5, caractérisé en ce que la liaison mécanique positive (40) entre les deux leviers transversaux (11,12) constituée par deux portions dentées (41,42) en engrènement mutuel, chaque portion dentée étant rigidement solidaire du levier transversal associé. . Atterrisséur selon la revendication 8, carac térisé en ce que les dents en prise des portions dentées (41,42) sont situées dans le plan médian (P), et ce quelle que soit la position angulaire de l'essieu pivotant (9). 10. Atterrisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la liaison mécanique positive (50) entre les deux leviers transversaux (1l,12) est constituée par une fourchette (51) et un doigt (52) coulissant dans une fente (53) de ladite fourchette, ladite fourchette et ledit doigt étant rigidement solidaires du levier transversal associé. 11. Atterrisseur selon la revendication 10, caractérisé en ce que, dans la position médiane de l'essieu pivotant (9), le doigt (52) est situé dans le plan médian (P), la lumière (53) de la fourchette (51) est orientée perpendiculairement audit plan. 12. Atterrisseur selon l'une des revendications 1 à caractérisé en ce que l'essieu pivotant l'essieu (9) le plus en arrière du train de roues. 13. Atterrisseur selon l'une des revendications 1 à caractérisé en ce que l'essieu pivotant l'essieu (7) le plus en avant du train de roues.