Brevet FR2962974A1 — publié le 20120127

B11-2586FR 1 Atténuateur de shimmy compact pour train d'atterrissage d'aéronef La présente invention concerne de façon générale les atténuateurs destinés à atténuer le shimmy (ou mouvement d'oscillations qui affecte des roues) dans le train d'atterrissage d'un aéronef. La présente invention concerne plus particulièrement un atténuateur de shimmy compact pour train d'atterrissage d'aéronef pouvant être utilisé avec un système d'orientation de train d'atterrissage d'aéronef commandé électriquement. Des atténuateurs mécaniques sont connus et couramment utilisés pour un grand nombre d'applications. Toutefois, le type de train d'atterrissage en porte-à-faux installé dans la plupart des aéronefs est sujet à des oscillations de shimmy pendant le roulement au décollage et le roulement à l'atterrissage. Ces oscillations résultent d'une combinaison de forces latérales et longitudinales agissant sur les pièces de contact des pneumatiques sur la surface de la piste et peuvent être amorcées par plusieurs moyens, tels que par exemple, le déséquilibre d'un ou plusieurs pneumatiques, des impacts avec des objets, des jeux excessifs dans les roulements/joints, etc. Dans les systèmes d'aéronef classiques, les oscillations de shimmy sont normalement amorties au moyen d'orifices de commande dans des dispositifs d'actionnement actionnés de façon hydraulique utilisés pour fournir les entrées d'orientation au train d'atterrissage. A titre de variante, des atténuateurs ou des systèmes hydrauliques d'atténuation de shimmy spécialisés séparés peuvent être prévus à l'extérieur de la structure principale du train d'atterrissage. Toutefois, les progrès accrus par l'utilisation d'aéronefs actionnés électriquement adoptant un actionnement électrique pour les systèmes d'orientation signifient qu'une telle solution n'est plus optimale. De plus, puisque les atténuateurs doivent continuer à fonctionner en cas de coupure de l'alimentation électrique, l'utilisation de systèmes d'atténuation actifs entièrement motorisés aurait ainsi peu de chances de satisfaire aux exigences strictes des certifications aériennes. Néanmoins, bien que divers atténuateurs passifs de shimmy pour les systèmes d'orientation d'aéronef soient connus, ils souffrent toujours de différents inconvénients tels que, par exemple, le faîte d'être mécaniquement complexes, lourds, d'avoir une courte durée de vie fonctionnelle en service et/ou d'être intrinsèquement inadaptés à être utilisés ailleurs que dans un aéronef léger. Selon un aspect, il est proposé un atténuateur de shimmy pour train d'atterrissage d'aéronef dans lequel l'atténuateur de shimmy comprend un boîtier, un rotor avec un déflecteur prévus dans le boîtier et des première et seconde chambres de fluide reliées par un orifice de commande et séparées l'une de l'autre par le déflecteur. L'orifice de commande peut posséder un canal de section transversale fixe. L'orifice de commande peut posséder un canal de section transversale variable. Le canal de section transversale variable peut être pourvu d'une ou plusieurs servo-vannes. L'orifice de commande peut comprendre en outre une ou plusieurs vannes de restriction unidirectionnelles. L'atténuateur de shimmy peut également comprendre au moins un palier coulissant pour permettre à des pièces du train d'atterrissage de se déplacer en relation sensiblement parallèle les unes avec les autres sans aucune action d'atténuation significative entre elles. Selon un autre aspect, il est proposé une unité de train d'atterrissage orientable pour un aéronef, comprenant un atténuateur de shimmy adapté dans un train d'atterrissage oléopneumatique, dans lequel l'atténuateur de shimmy comprend un boîtier, un rotor avec un déflecteur prévus dans le boîtier et des première et seconde chambres de fluide reliées par un orifice de commande et séparées l'une de l'autre par le déflecteur. Dans cette unité de train d'atterrissage orientable, un fluide hydraulique contenu dans le train d'atterrissage oléopneumatique peut alimenter l'atténuateur de shimmy. Le boîtier peut être formé pour s'ajuster dans le train d'atterrissage oléopneumatique de façon qu'une rotation entre eux soit sensiblement éliminée. Selon encore un autre aspect, il est proposé un procédé d'adaptation d'un atténuateur de shimmy à un train d'atterrissage d'aéronef, dans lequel l'atténuateur de shimmy comprend : un boîtier, un rotor avec un déflecteur prévus dans le boîtier et des première et seconde chambres de fluide reliées par un orifice de commande et séparées l'une de l'autre par le déflecteur. Le procédé comprend un placement de l'atténuateur de shimmy dans un train d'atterrissage oléopneumatique de façon qu'il se trouve entièrement dans le train d'atterrissage oléopneumatique. Le procédé peut comprendre : une formation d'une surface intérieure du train d'atterrissage oléopneumatique pour s'adapter à une surface extérieure du boîtier de l'atténuateur de shimmy ; et une fixation de l'atténuateur de shimmy dans le train d'atterrissage oléopneumatique de façon que l'atténuateur de shimmy se trouve entièrement à l'intérieur. Un avantage de divers aspects et modes de réalisation de la présente invention est la possibilité de supprimer ou de réduire divers systèmes et composants hydrauliques avec une réduction de poids associée et une amélioration de la fiabilité fonctionnelle. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de réalisation et de mise en oeuvre de l'invention, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une section transversale verticale à travers un train d'atterrissage oléopneumatique d'aéronef selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 2 est une section transversale horizontale à travers un atténuateur de shimmy selon un mode de réalisation de la présente invention ; et - la figure 3 est une section transversale verticale à travers un atténuateur de shimmy selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 1 représente un train d'atterrissage oléopneumatique d'aéronef 120 selon un mode de réalisation de la présente invention. Le train d'atterrissage oléopneumatique 120 comporte un piston oléopneumatique 10 monté de manière coulissante dans une jambe oléopneumatique 30. Le piston oléopneumatique 10 peut être relié au fuselage de l'aéronef (non représenté) au moyen d'un agencement de connecteur 12. Un train d'atterrissage (non représenté) peut être relié à la jambe oléopneumatique 30. Dans divers modes de réalisation, on peut faire tourner le piston oléopneumatique 10 et la jambe oléopneumatique 30 l'un par rapport à l'autre de manière à constituer un train d'atterrissage orientable. Une telle orientation peut être assurée par exemple en utilisant un système de commande électrique actionné par un moteur. Le piston oléopneumatique 10 comporte une chambre de piston 14. La chambre de piston 14 peut être remplie d'un gaz inerte, par exemple de l'azote (N2). La jambe oléopneumatique 30 comporte un montage de palier central coulissant axialement 112 possédant une portion d'arbre de guidage supérieur de forme hexagonale 116, bien que diverses autres formes non circulaires puissent également être utilisées. Une chambre de fluide hydraulique 32 est définie entre le montage de palier coulissant 112 et une paroi intérieure 42 de la jambe oléopneumatique30. Un fluide hydraulique 40 est enfermé dans le train d'atterrissage oléopneumatique 120 et pendant l'utilisation, remplit la chambre de fluide hydraulique 32. Pendant l'utilisation, le train d'atterrissage oléopneumatique 120 est orienté vers le sol lorsque le train d'atterrissage et dans sa position fonctionnelle abaissée et verrouillée. Le fluide hydraulique 40 se regroupe alors dans la chambre de fluide hydraulique 32, tandis que le gaz de remplissage est recueilli dans une partie supérieure de la chambre de piston 14 proximale à l'agencement de connecteur 12. Des premier et second canaux 16, 18, radialement espacés, sont prévus dans une portion inférieure du piston oléopneumatique 10 pour permettre au fluide hydraulique 40 de s'écouler entre la chambre de fluide hydraulique 32 et la chambre de piston 14. Le premier canal 16 fournit une section transversale variable en fonction de la position d'un arbre d'actionnement de diamètre variable (non représenté) le traversant afin de fournir une atténuation accrue près des extrémités terminales du parcours. Le second canal 18 possède une aire en section transversale fixe. Le fluide s'écoulant entre la chambre de fluide hydraulique 32 et la chambre de piston 14 procure une action d'atténuation longitudinale lorsque le train d'atterrissage oléopneumatique 120 est comprimé dans une direction axiale. La paroi intérieure 42 de la jambe oléopneumatique30 et la portion inférieure du piston oléopneumatiquel0 sont formées de façon à coopérer afin de constituer des positions de butée lorsque le piston oléopneumatique 10 est dans une position supérieure entièrement étendue 36 et une position inférieure entièrement comprimée 38. Les positions de butée permettent au train d'atterrissage oléopneumatique 120 d'agir entre ces deux positions extrêmes 36, 38, est d'éviter de les endommager par une extension excessive ou une compression excessive. Un atténuateur de shimmy 100 est également prévu dans le train d'atterrissage oléopneumatique 120. Le boîtier de l'atténuateur de shimmy 100 est fixé à la portion inférieure du piston oléopneumatique 10 au voisinage des premier et second canaux 16, 18. De plus, l'atténuateur de shimmy 100 est disposé de manière coaxiale en engagement claveté autour de la portion d'arbre de guidage 116 de façon qu'il soit libre de se déplacer dans une direction axiale longitudinale avec le piston oléopneumatique 10 mais de façon qu'un quelconque mouvement de rotation relatif entre la jambe oléopneumatique 30 et le piston oléopneumatique 10 provoque l'entraînement de l'atténuateur de shimmy 100 par la portion d'arbre de guidage 116. Dans le mode de réalisation illustré, le train d'atterrissage oléopneumatique 120 est une unité étanche et l'atténuateur de shimmy 100 est rempli de fluide hydraulique 40 provenant de la chambre de fluide hydraulique 32 du train d'atterrissage oléopneumatique 120. Aucune alimentation en fluide hydraulique séparée ou extérieure n'est ainsi nécessaire pour que l'atténuateur de shimmy 100 fonctionne. La figure 2 est une section transversale horizontale à travers un atténuateur de shimmy 100 selon un mode de réalisation de la présente invention. L'atténuateur de shimmy 100 est destiné à être utilisé dans un train d'atterrissage d'aéronef. L'atténuateur de shimmy 100 peut être utilisé par exemple dans le train d'atterrissage oléopneumatique 120 représenté sur la figure 1. Un tel atténuateur de shimmy 100 est à la fois compact et fonctionnellement fiable. L'atténuateur de shimmy 100 comprend un boîtier 108, un rotor 102 avec un déflecteur 104 prévus dans le boîtier 108 et des première et seconde chambres de fluide 124, 126, reliées par un orifice de commande 110. Les première et seconde chambres de fluide 124, 126, sont également séparées l'une de l'autre par le déflecteur 104 et peuvent être remplies d'un fluide hydraulique 40. Le déflecteur 104 est de préférence muni d'une rainure pour joint 106 et d'un joint élastomère disposé dans la rainure pour joint 106 pour faciliter la séparation des première et seconde chambres de fluide 124, 126. Un joint de rotor 122 s'appuyant sur le rotor 102 est également prévu de manière adjacente à l'orifice de commande 110 dans le boîtier 108. Le fluide hydraulique 40 peut être fourni dans un train d'atterrissage oléopneumatique d'aéronef 120, ou peut être fourni depuis un réservoir spécifique séparé d'atténuateur de shimmy. Lorsqu'on utilise une alimentation classique en fluide hydraulique oléopneumatique, divers modes de réalisation de la présente invention procurent des avantages tels qu'une alimentation séparée en fluide hydraulique et ses réservoirs, tuyaux, etc., associés, ne sont pas nécessaires, ce qui permet d'obtenir des améliorations conséquentes en poids et en fiabilité. Dans le mode de réalisation illustré, des portions diamétralement opposées du rotor 102 sont utilisées pour constituer une partie des première et seconde chambres de fluide respectives 124, 126, de façon que le fluide hydraulique 40 soit logé entre le boîtier 108, le rotor 102 et le déflecteur 104 dans deux chambres de fluide. Toutefois, les hommes de l'art seront informés que les portions prolongées du boîtier 108 peuvent également être utilisées pour définir partiellement ces chambres de fluide. L'orifice de commande 110 comporte un premier passage 111 et un deuxième passage 113 couplés à un réservoir de fluide hydraulique. Par exemple, comme représenté schématiquement par un contour sur la figure 2, un tel réservoir de fluide hydraulique peut être constitué d'une chambre de fluide hydraulique 32 définie au moins en partie par la paroi intérieure 42 d'une jambe oléopneumatique. Le premier passage 111 et le second passage 113 sont reliés en outre à la première chambre de fluide 124 par un premier restricteur unidirectionnel 115 et à la seconde chambre de fluide 126 par un second restricteur unidirectionnel 117. Ces restricteurs unidirectionnels 115, 117, peuvent être réalisés en utilisant des clapets anti retour standard classiques et ceci permet à l'atténuateur de shimmy 100 de se remplir automatiquement une fois installé. Ceci est avantageux car ceci rend un atténuateur de shimmy 100 plus facile à fabriquer, à transporter et à installer. Le premier passage 111, le second passage 113 et les premier et second restricteurs unidirectionnels 115, 117, définissent ensemble un canal sensiblement en forme de X à travers lequel le fluide hydraulique 40 peut s'écouler de la première chambre de fluide 124 à travers le canal et dans la seconde chambre de fluide 126 et inversement. Le diamètre du canal de ce mode de réalisation est fixe. Toutefois, dans divers autres modes de réalisation, un canal de section transversale variable peut être prévu, en utilisant par exemple une servo-vanne. Ceci permet d'optimiser les performances d'atténuation sur une large plage de paramètres d'entrée tout en maintenant également une commande suffisante en cas de perte totale d'alimentation. Une interface de palier coulissant 114 est montée de manière concentrique dans le rotor 102 et elle fait partie d'un palier coulissant 118. L'interface de palier coulissant 114 peut être fournie sous forme d'un composant séparé ou peut être formée d'un seul tenant avec le rotor 102. L'interface de palier coulissant 114 comporte un alésage de forme hexagonale dans lequel peut être prévue une portion d'arbre de guidage de forme hexagonale 116. Les formes hexagonales qui coopèrent facilitent l'empêchement d'un glissement entre le rotor 102, auquel est fixée l'interface de palier coulissant 114 et une quelconque portion d'arbre de guidage 116 prévue dans l'alésage. Une quelconque oscillation de shimmy sur la portion d'arbre de guidage 116 est également transmise à l'atténuateur de shimmy par l'intermédiaire du palier coulissant 118. La figure 3 est une section transversale verticale à travers l'atténuateur de shimmy 100 de la figure 2 le long de la ligne A-A. On notera que l'atténuateur de shimmy 100 est représenté dans une position inversée par rapport à celle qui est représentée sur la figure 1. Le rotor 102 (qui peut être réalisé par exemple dans un matériau d'alliage aluminium-bronze) est inséré dans une cavité 140 formée dans le boîtier 108. Une portion inférieure du rotor 102 est munie d'un premier joint tournant annulaire 130 formant un joint étanche au fluide entre le rotor 102 et le boîtier 108. Une bride de couplage de boîtier annulaire 142 est prévue pour retenir le rotor 102 à l'intérieur de la cavité 140. La bride de couplage du boîtier 142 est fixée au boîtier 108 en utilisant des boulons 134, 138. Bien que deux boulons seulement 134, 138, soient représentés, les hommes de l'art comprendront qu'un plus grand nombre de ces boulons peuvent être utilisés. La bride de couplage du boîtier 142 est munie d'un joint statique annulaire 128 autour d'une portion de col de celle-ci. Le joint statique 128 constitue un joint étanche au fluide entre la bride de couplage du boîtier 142 et la partie supérieure du boîtier 108. La partie supérieure du rotor 102 est munie d'un second joint tournant annulaire 132 formant un joint étanche au fluide entre le rotor 102 et la bride de couplage du boîtier 142. Les première et seconde chambres de fluide 124, 126, sont ainsi isolées de la cavité 140 pour empêcher une fuite de fluide hydraulique. Un palier coulissant 118 est formé entre l'interface de palier coulissant 114 et une portion d'arbre de guidage 116 lorsqu'il y est inséré. La portion d'arbre de guidage 116 est ainsi capable de se déplacer librement à l'intérieur de la cavité 140 par rapport à l'atténuateur de shimmy 100 dans une direction longitudinale 150. Ceci permet aux pièces coulissantes du train d'atterrissage de se déplacer par rapport à l'atténuateur de shimmy 100 sans être sensiblement gênées dans une direction sensiblement parallèle à son axe central (par exemple, dans une direction verticale par rapport à un aéronef lorsqu'il est installé à l'intérieur). Toutefois, une quelconque rotation (par exemple, dans le sens des flèches 152) par rapport à l'atténuateur de shimmy 100 des pièces coulissantes du train d'atterrissage reliées par l'intermédiaire du palier coulissant 118 provoque la rotation du rotor 102 dans le boîtier 108, forçant le fluide de l'une des chambres de fluide 124, 126, vers l'autre par l'intermédiaire de l'orifice de commande 110. Ce mouvement forcé du fluide fournit une force d'atténuation à une quelconque oscillation induite par le shimmy. Divers aspects et modes de réalisation de la présente invention ont été ici décrits. Toutefois, un grand nombre de modes de réalisation différents d'atténuateurs de shimmy sont possibles. Par exemple, un avantage de divers aspects et modes de réalisation de la présente invention est la possibilité de supprimer ou de réduire divers systèmes et composants hydrauliques avec une réduction de poids associée et une amélioration de la fiabilité fonctionnelle. Dans certains modes de réalisation, sauf pour les éléments d'atténuateurs dans les amortisseurs oléopneumatiques de certains trains d'atterrissage d'aéronef, on peut éviter l'utilisation de divers raccordements de tuyaux de fluide extérieurs permettant ainsi de réduire le poids tout en fournissant un risque réduit de fuite de fluide hydraulique pouvant être corrosif. Divers modes de réalisation de la présente invention peuvent être fournis par exemple, dans un agencement monté de manière concentrique dans des composants d'un train d'atterrissage, par exemple un amortisseur oléopneumatique. Les hommes de l'art seront informés que de tels agencements peuvent être fournis par exemple en reliant une partie d'un boîtier d'atténuateur de shimmy à des pièces de train d'atterrissage oléopneumatique de façon à éliminer sensiblement la rotation entre elles en utilisant une ou plusieurs opérations parmi le soudage, le boulonnage, le rivetage, le clavetage avec des profils de section transversale non circulaire en coopération/engagement mutuel, etc. Divers modes de réalisation de la présente invention peuvent également être avantageusement fournis en adaptant un atténuateur de shimmy selon divers modes de réalisation de la présente invention sur des pièces de train d'atterrissage d'aéronef existants. Par exemple, la surface extérieure d'un boîtier peut être formée de manière à s'adapter à la surface intérieure d'un train d'atterrissage oléopneumatique pour fournir des formes de surfaces respectives intérieures et extérieures en coopération qui ne sont pas cylindriques, de telle sorte qu'une adaptation clavetée est prévue entre le boîtier et le train d'atterrissage oléopneumatique pour empêcher un mouvement de rotation relative entre eux. De plus, comme ici représenté, divers aspects et modes de réalisation de la présente invention peuvent être fournis dans lesquels le mouvement longitudinal relatif des pièces est activé tandis qu'une quelconque oscillation de rotation entre elles est amortie. Des caractéristiques mutuellement non exclusives des modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinées entre elles. REVENDICATIONS1. Atténuateur de shimmy pour train d'atterrissage d'aéronef, l'atténuateur de shimmy comprenant : un boîtier ; un rotor avec un déflecteur prévus dans le boîtier ; et des première et seconde chambres de fluide reliées par un orifice de commande et séparées l'une de l'autre par le déflecteur. 2. Atténuateur de shimmy selon la revendication 1, dans lequel l'orifice de commande possède un canal de section transversale fixe. 3. Atténuateur de shimmy selon la revendication 1, dans lequel l'orifice de commande possède un canal de section transversale variable. 4. Atténuateur de shimmy selon la revendication 3, dans lequel le canal de section transversale variable est pourvu d'une ou plusieurs servo-vannes. 5. Atténuateur de shimmy selon la revendication 1, dans lequel l'orifice de commande comprend en outre une ou plusieurs vannes de restriction unidirectionnelles. 6. Atténuateur de shimmy selon la revendication 1, comprenant en outre au moins un palier coulissant pour permettre à des pièces du train d'atterrissage de se déplacer en relation sensiblement parallèle les unes avec les autres sans aucune action d'atténuation significative entre elles. 7. Unité de train d'atterrissage orientable pour un aéronef, l'unité de train d'atterrissage orientable comprenant un atténuateur de shimmy adapté dans un train d'atterrissage oléopneumatique, dans lequel l'atténuateur de shimmy comprend : un boîtier ; un rotor avec un déflecteur prévus dans le boîtier ; et des première et seconde chambres de fluide reliées par un orifice de commande et séparées l'une de l'autre par le déflecteur. 8. Unité de train d'atterrissage orientable selon la revendication 7, dans laquelle un fluide hydraulique contenu dans le train d'atterrissage oléopneumatique alimente l'atténuateur de shimmy. 9. Unité de train d'atterrissage orientable selon la revendication 7, dans laquelle le boîtier est formé pour s'ajuster dans le train d'atterrissage oléopneumatique de façon qu'une rotation entre eux soit sensiblement éliminée. 10. Procédé d'adaptation d'un atténuateur de shimmy à un train d'atterrissage d'aéronef, l'atténuateur de shimmy comprenant un boîtier, un rotor avec un déflecteur prévus dans le boîtier, des première et seconde chambres de fluide reliées par un orifice de commande et séparées l'une de l'autre par le déflecteur, le procédé comprenant : un placement de l'atténuateur de shimmy dans un train d'atterrissage oléopneumatique de façon qu'il se trouve entièrement dans le train d'atterrissage oléopneumatique. 11. Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre : une formation d'une surface intérieure du train d'atterrissage oléopneumatique pour s'adapter à une surface extérieure du boîtier de l'atténuateur de shimmy ; et une fixation de l'atténuateur de shimmy dans le train d'atterrissage oléopneumatique de façon que l'atténuateur de shimmy se trouve entièrement à l'intérieur.