Brevet FR2964363A1 — publié le 20120309

-1- L'invention concerne les trains atterrissage d'aéronef. Il est connu de doter un avion destiné à effectuer des vols long-courriers de trains d'atterrissage principaux fixés aux ailes et au fuselage et d'un train d'atterrissage avant. Ce dernier est logé en position rentrée ou position de repos dans une case de train ménagée dans le fuselage dans laquelle il pénètre tout entier. Or, un tel agencement a des inconvénients. Les cadres formant une partie de l'armature du fuselage doivent présenter une forme modifiée au niveau de la case de train, pour définir cette dernière, forme qui accroît la masse totale du fuselage. De plus, la case pénalise le volume disponible à l'intérieur du fuselage, en particulier dans les soutes. Un but de l'invention est de réduire la masse totale de l'aéronef et l'encombrement de la soute. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un aéronef qui comprend : - un fuselage, - des trains d'atterrissage principaux, et - un train avant monté mobile entre une position opérationnelle et une position de repos extérieure au fuselage. Ainsi, le train étant logé en position de repos sous le fuselage et non dans ce dernier, le volume du fuselage dédié dans l'art antérieur à la réception du train se trouve libéré. On augmente donc le volume disponible dans la soute avant de l'aéronef. Ce volume peut ainsi être utilisé pour l'installation d'une cabine de repos pour l'équipage, par exemple pour le pilote. De plus, comme on peut se dispenser de prévoir une case de train, les cadres du fuselage peuvent conserver la forme convexe qu'ils présentent dans les autres tronçons du fuselage, ce qui réduit la masse totale de l'aéronef. De surcroît, la localisation du train avant sous le fuselage en position de repos permet de rendre ce train plus court, ce qui procure ici aussi une réduction de masse totale. De préférence, l'aéronef est agencé de sorte que, en position de repos, une roue du train avant présente un flanc s'étendant en regard du fuselage. Ainsi, la roue s'étend sensiblement à plat en regard du ventre de l'aéronef, suivant un plan général parallèle au plan local du fuselage. Cet agencement permet de réduire le volume occupé sous le fuselage par le train avant en position de repos. Avantageusement, le train avant comprend un support monté mobile par rapport au fuselage autour d'un axe perpendiculaire à un plan vertical médian de l'aéronef. 2964363 -2- De préférence, l'aéronef est agencé de sorte que le train avant se déplace vers l'avant lorsqu'il passe de la position opérationnelle à la position de repos. Avantageusement, le train avant comprend au moins une roue montée mobile par rapport au fuselage autour d'un axe parallèle à un plan vertical médian 5 de l'aéronef sur une amplitude d'au moins 45° sur au moins un côté à partir du plan médian. Cette mobilité de la roue lui permet d'être disposée sensiblement à plat en regard du fuselage en position de repos du train comme indiqué plus haut. De préférence, l'amplitude est supérieure ou égale à 90°. 10 Avantageusement, l'aéronef comprend un carénage recouvrant, au moins partiellement et de préférence totalement, le train avant en position de repos, d'un côté du train opposé au fuselage. Ce carénage favorise l'aérodynamisme de l'aéronef et protège le train à l'égard de l'environnement extérieur. 15 Dans un mode de réalisation, le train avant comprend au moins deux bras reliant indépendamment l'un de l'autre un support du train au fuselage et entre lesquels s'étend une roue du train en position de repos. On peut prévoir que le train avant comprend un vérin apte à faire passer le train de l'une à l'autre des positions dans au moins un sens, et s'étendant derrière 20 un support du train par référence à la direction longitudinale du fuselage. De préférence, le train avant comprend une roue unique. Avantageusement, l'aéronef est apte à effectuer un vol long-courrier en emportant au moins 50 passagers. On prévoit également selon l'invention un procédé de manoeuvre d'un train 25 d'atterrissage avant d'un aéronef comprenant des trains principaux et un train avant, dans lequel on déplace le train avant d'une position opérationnelle à une position de repos extérieure au fuselage. De préférence, au cours du déplacement, on fait tourner une roue du train avant autour d'un axe parallèle à un plan vertical médian de l'aéronef. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront encore dans la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en plan d'un avion selon un mode de réalisation de l'invention ; 35 - la figure 2 est une vue en perspective de l'avant de l'avion de la figure 1 ; - les figures 3 à 6 sont des vues en perspective du train avant de l'avion de la figure 1 montrant différentes positions du train ; et 2964363 -3- - les figures 8 et 9 sont des vues de côté du train de la figure 3, respectivement en position opérationnelle et en position de repos. On a illustré à la figure 1 un aéronef selon l'invention. Il s'agit dans le présent exemple d'un aérodyne et en l'espèce d'un avion 2 comprenant un 5 fuselage 4 et deux ailes 6. Il comprend un empennage 8 et des réacteurs 10 ici au nombre de quatre et fixés deux par deux aux ailes respectives. Il s'agit d'un avion apte au transport commercial de marchandises et/ou d'un ou plusieurs passagers. L'avion est apte à effectuer un vol long-courrier en emportant au moins 50 passagers, voire au moins 100 ou 200 passagers ou du fret. Il 10 comprend à l'avant du fuselage 4 un poste de pilotage 12 destiné à être occupé par au moins un pilote. On utilise dans la suite le repère orthogonal X, Y, Z dans lequel les directions horizontales X et Y sont respectivement parallèles et perpendiculaires à la direction longitudinale du fuselage 4. La direction Z est verticale. On a illustré 15 sur la figure 1 la trace du plan P qui est le plan vertical médian de symétrie de l'avion 2. Ce plan est parallèle aux directions X et Z et perpendiculaire à la direction transversale Y. L'avion 2 comprend des trains principaux 12, en l'espèce au nombre de trois. Deux d'entre eux sont fixés aux ailes respectives 6, sous celles-ci, et le 20 troisième est fixé sous le fuselage à une partie médiane de ce dernier située au droit des ailes. L'avion 2 comprend en outre un train avant 14 directement fixé à la structure du fuselage 4 à l'avant de ce dernier, de préférence dans le quart avant du fuselage. Il comporte un support 16 comprenant un arbre 18 d'axe horizontal 20 25 parallèle à la direction Y et de forme circulaire en section transversale dans un plan perpendiculaire à cette direction. L'arbre 18 est monté mobile à rotation autour de l'axe 20 par rapport à deux chapes 22 s'étendant à distance et en regard l'une de l'autre et chacune fixée rigidement à la structure du fuselage, sous le ventre de ce dernier. L'arbre 18 pénètre à cette fin dans deux orifices coaxiaux 30 des chapes 22. Le support est ainsi monté mobile à rotation autour de l'axe 20 par rapport à la structure du fuselage entre une position opérationnelle illustrée aux figures 2, 3 et 8 ou position sortie du train, et une position de repos ou position rentrée du train illustrée aux figures 6, 7 et 9. Le support 16 comprend en outre une jambe allongée rectiligne 24 35 présentant un axe longitudinal 26 perpendiculaire à l'axe 20 et s'étendant en permanence dans le plan P. La jambe 24 est rigidement fixée à l'arbre 18. Le train 14 comprend en l'espèce une unique roue 30 destinée à être en 2964363 -4- contact avec le sol pour le roulage, l'atterrissage et le décollage de l'avion. La roue présente un axe principal 32 qui forme son axe de rotation, une face de roulement circonférentielle 34 par laquelle elle est en contact avec le sol et deux flancs 36 s'étendant dans des plans généralement perpendiculaires à l'axe 32. 5 Le train 14 comprend une chape 40 portant un moyeu de la roue et par rapport auquel la roue est mobile à rotation autour de l'axe 32. Le train 14 comprend une tige 42 rigidement fixée à la chape par une extrémité de la tige et pénétrant sur une portion de sa longueur à l'intérieur d'une cavité longitudinale de la jambe 24. La tige 26 est allongée, rectiligne et à section circulaire dans un plan 10 transversal à son axe. Grâce à la réception de la tige 42 dans la jambe 24, la roue 30 se trouve montée mobile à rotation par rapport à la jambe 24 autour de l'axe 26 qui est l'axe commun à la jambe 24 et à la tige 42. Par ailleurs, la tige 42 est montée coulissante dans la jambe 24 suivant la direction de l'axe 26. La translation de la tige dans la jambe en direction du 15 fuselage, qui survient lors de l'atterrissage, est amortie par du liquide hydraulique prévu à cet effet dans le train. Le train 14 comprend des moyens de motorisation tels qu'un moteur 44, apte à commander la rotation de la roue par rapport à la jambe 24 autour de l'axe 26 avec une amplitude a, à partir de la position médiane dans laquelle 20 l'axe 32 est perpendiculaire au plan P, d'au moins 45° et de préférence de 90° d'un côté au moins du plan P et de préférence de chaque côté de ce dernier. Cette amplitude a été illustrée à la figure 1. La roue 30 peut donc pivoter comme illustré par la flèche 46 sur la figure 3 par rapport à la jambe 24 autour de l'axe 26. Ce pivotement de la roue contribue à placer le train en position de repos comme 25 on le verra dans la suite. Il sert aussi, lorsque le train demeure en position opérationnelle, à diriger l'avion lors de son roulage au sol. Le train 14 comprend deux organes de liaison 50 reliant chacun, indépendamment l'un de l'autre, le support 16 à la structure du fuselage 4, suivant donc un montage en parallèle. En l'espèce, chacun des organes 50 comprend 30 une contre-fiche. Seule la figure 2 montre les deux contre-fiches. Chaque contre-fiche comprend une biellette secondaire 51, deux biellettes principales 52, 54 et deux biellettes secondaires 56, 58 articulées les unes aux autres en série et dans cet ordre par leurs extrémités respectives depuis le fuselage jusqu'à la jambe 24. Les biellettes 52 et 54 présentent des axes de rotation tous parallèles entre-eux. 35 Les biellettes 51 et 56 présentent chacune deux axes de rotation perpendiculaires l'un à l'autre. Les deux axes de rotation de la biellette 58 sont perpendiculaires aux axes de rotation des biellettes 52 et 54. Chacune des biellettes 52 et 54 a 2964363 -5- une longueur trois à quatre fois plus grande que la longueur des autres biellettes. Lorsque le train est en position opérationnelle, chaque contre-fiche est en position étendue, les biellettes étant sensiblement alignées à la suite les unes des autres et parallèles entre elles. Les deux contre-fiches présentent en vue en plan 5 une configuration en « V » dans laquelle la pointe du « V » s'étend vers l'arrière par référence à la direction X et au sens de roulage de l'avion. De même, en vue en élévation, elles présentent une configuration en « V » avec la pointe du « V » s'étendant vers le bas. Le train 14 comprend en outre un actionneur 60 illustré aux figures 8 et 9 et 10 formé ici par un vérin de relevage. Le vérin est en l'espèce localisé derrière le train. Il comprend un corps 62 articulé par une extrémité arrière à la structure du fuselage 4 autour d'un axe 64 parallèle à la direction Y. Le vérin comprend une tige 66 coulissant dans le corps au niveau de son extrémité arrière et articulée par son extrémité avant à la jambe 24 autour d'un axe 68 parallèle, lui aussi, à la 15 direction Y. Il s'agit en l'espèce d'un vérin hydraulique double effet qui fournit plus d'effort en poussant qu'en tirant. Il est agencé pour pousser le train lorsqu'il le fait passer de la position opérationnelle à la position de repos. L'avion 2 comprend en outre un carénage 70 comprenant une ou plusieurs parois dont certaines peuvent être montées mobiles et être actionnables à 20 distance pour donner au carénage des configurations ouverte et fermée correspondant respectivement aux positions opérationnelle et de repos du train avant. Le train 14 s'étend tout entier à l'intérieur du carénage 70 en position de repos comme illustré aux figures 6 et 9 qui illustrent deux formes différentes d'une des parois du carénage. La roue 30 s'étend toute entière hors du carénage 25 lorsque le train est en position opérationnelle comme illustré à la figure 8. Nous allons maintenant présenter l'utilisation et la manoeuvre du train avant. On considère que le train avant 14 est initialement en position opérationnelle ou position sortie. Il permet notamment alors le roulage de l'avion au sol. Dans cette position, l'axe 26 est vertical tandis que l'axe 32 est horizontal 30 et parallèle à la direction transversale Y. Lors du décollage, une fois que l'avion a quitté le sol, le pilote commande le moment venu la rentrée du train avant. On ne décrit pas ici la manoeuvre des trains principaux 12 qui est d'un type classique. On commande tout d'abord la rotation de la roue 30 autour de l'axe 26, par 35 exemple, dans le sens anti-horaire en vue en plan, sur une amplitude de 90° afin de rendre l'axe 32 parallèle à la direction X. Cette manoeuvre du train est effectuée par le moteur 44. Le train 14 se trouve alors dans la position illustrée à 2964363 -6 la figure 4. On commande ensuite la rotation du support 16 autour de l'axe horizontal 20 vers l'avant sur un angle d'environ 90°. Au cours de ce mouvement illustré à la figure 5, la roue se rapproche du ventre du fuselage. Cette manoeuvre du train est 5 effectuée par le vérin 60. Au cours du mouvement de rotation autour de l'axe 20, l'axe 32 de la roue demeure dans le plan P. A la fin de ce mouvement, le train occupe la position illustrée aux figures 6, 7 et 9. Le flanc latéral supérieur 36 de la roue s'étend en regard et à distance de la paroi du ventre du fuselage. L'axe 32 de la roue est sensiblement vertical et 10 parallèle à la direction Z. L'axe 26 est, cette fois, sensiblement horizontal et parallèle à la direction X. Le support 16 et la roue s'étendent à l'avant du vérin 60. La roue s'étend entre les deux contre-fiches 50 qui sont, cette fois, en configuration repliée visible à la figure 7 pour l'une d'elles. Le train s'étend tout entier dans le carénage 70 qui peut être alors refermé pour protéger et isoler le 15 train à l'égard de l'environnement extérieur. On voit sur la figure 6 que l'encombrement du train en position de repos, illustré notamment par la flèche D, est peu important sous le ventre de l'avion. Le carénage 70 est, certes, susceptible d'engendrer une traînée supplémentaire par rapport à celle des autres parties de l'avion. Toutefois, la perte 20 d'énergie engendrée par cette traînée est largement compensée par la réduction de masse et donc le gain d'énergie procuré par ailleurs par la suppression de la case de train avant. Le fuselage peut, en effet, cette fois être dépourvu d'une case de train avant et l'espace ainsi libéré peut servir à différents aménagements comme à la réalisation d'un espace de repos pour un pilote de l'avion. 25 Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. On peut prévoir que le train avant comprend deux roues ou davantage. REVENDICATIONS1. Aéronef (2) caractérisé en ce qu'il comprend : - un fuselage (4), - des trains d'atterrissage principaux (12), et - un train avant (14) monté mobile entre une position opérationnelle et une position de repos extérieure au fuselage. 2. Aéronef selon la revendication précédente, agencé de sorte que, en position de repos, une roue (30) du train avant présente un flanc (36) s'étendant en regard du fuselage. 3. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le train avant (14) comprend un support (16) monté mobile par rapport au fuselage autour d'un axe (20) perpendiculaire à un plan vertical médian (P) de l'aéronef. 4. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, agencé de sorte que le train avant (14) se déplace vers l'avant lorsqu'il passe de la position opérationnelle à la position de repos. 5. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le train avant (14) comprend au moins une roue (30) montée mobile par rapport au fuselage autour d'un axe (26) parallèle à un plan vertical médian (P) de l'aéronef sur une amplitude (a) d'au moins 45° sur au moins un côté à partir du plan médian. 6. Aéronef selon la revendication précédente dans lequel l'amplitude (a) est supérieure ou égale à 90°. 7. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, qui comprend un carénage (70) recouvrant, au moins partiellement et de préférence totalement, le train avant (14) en position de repos, d'un côté du train opposé au fuselage. 8. Aéronef selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, apte à effectuer un vol long-courrier en emportant au moins 50 passagers. 9. Procédé de manoeuvre d'un train d'atterrissage avant (14) d'un aéronef comprenant des trains principaux (12) et un train avant, caractérisé en ce qu'on déplace le train avant d'une position opérationnelle à une position de repos extérieure au fuselage. 10. Procédé selon la revendication précédente dans lequel, au cours du déplacement, on fait tourner une roue (30) du train avant autour d'un axe (26)-8- parallèle à un plan vertical médian (P) de l'aéronef.