Brevet FR3017106A1 — publié le 20150807

AERONEF A TRAIN D'ATTERRISSAGE EQUIPE D'UN DEFLECTEUR D'AIR ARRIERE L'invention concerne la réduction du bruit généré par l'écoulement d'air 5 sur un train d'atterrissage d'aéronef. Lors de la phase d'approche d'un aéronef le ou les trains d'atterrissage sont déployés en prévision de l'atterrissage. Durant cette phase, l'écoulement d'air sur le ou les trains d'atterrissage constitue l'une des principales sources du bruit produit par 10 l'aéronef. Plus particulièrement, le bruit associé au train d'atterrissage provient : 1/ de l'interaction fluide structure lors de la séparation de l'écoulement amont après sa rencontre avec les composants structuraux du train, générant ainsi des structures fortement turbulentes, et 15 2/ de l'interaction des tourbillons ainsi générés avec la partie arrière ou aval du train. On sait par ailleurs que chaque nouvel avion doit satisfaire une certification acoustique édictée par l'Organisation Internationale de l'Aviation Civile ICAO ("International Civil Aviation Organization" en anglais), qui se 20 durcit avec le temps. Il est donc nécessaire de pouvoir réduire le bruit du train d'atterrissage pour réduire le bruit de l'aéronef. Par le document WO-2004/039671, on connaît un moyen de réduire le bruit généré par l'écoulement d'air autour du train d'atterrissage par l'intermédiaire d'un ou plusieurs carénages installé(s) en amont des parties 25 bruyantes dudit train, en conférant à l'ensemble une forme plus aérodynamique. Cependant, un tel carénage étant situé sur la partie avant du train d'atterrissage, il peut être soumis à d'éventuels impacts avec des oiseaux. Il doit donc être conçu d'une manière telle qu'il puisse être certifié vis-à-vis de ces impacts, ce qui augmente fortement sa masse. 30 Au vu de ce qui précède, il serait utile de pouvoir réduire le bruit généré par l'écoulement d'air sur un train d'atterrissage d'aéronef de manière simple et sans avoir besoin d'une contrainte de certification vis-à-vis des chocs d'oiseaux. La présente invention a ainsi pour objet un aéronef comprenant au moins un train d'atterrissage qui comporte une ou plusieurs paires de roues, les roues de la paire ou de chaque paire étant écartées l'une de l'autre transversalement par rapport à la direction longitudinale de l'aéronef de 5 manière à définir un espace transversal entre lesdites deux roues, caractérisé en ce qu'au moins un déflecteur d'air est positionné dans l'espace transversal entre les deux roues écartées de ladite paire de roues ou entre les deux roues écartées de la paire de roues qui est située la plus en arrière du train d'atterrissage lorsque ledit train d'atterrissage est déployé, ledit au moins un 10 déflecteur étant apte à ralentir le flux d'air s'écoulant entre les roues de l'avant vers l'arrière du train d'atterrissage. Un déflecteur d'air placé entre les roues forme un obstacle vis-à-vis du flux d'air rencontré par le train et dévie ce flux qui ne passe plus, ou presque, entre les roues mais autour de celles-ci. Le déflecteur d'air forme ainsi avec 15 les roues qui l'encadrent, vis-à-vis de l'écoulement d'air, un seul et même obstacle que l'écoulement contourne. L'écoulement d'air présent en amont du déflecteur et entre les roues est ralenti en rencontrant les zones de bruit, en amont du déflecteur. Il s'ensuit une diminution du bruit généré par la rencontre de 20 l'écoulement d'air sur le train d'atterrissage. Par ailleurs, l'agencement d'une telle pièce (déflecteur) dans la partie arrière du train permet de ne pas avoir à certifier cette pièce comme résistante aux chocs avec les oiseaux. Selon d'autres caractéristiques prises isolément ou en combinaison 25 l'une avec l'autre : -ledit au moins un déflecteur d'air comble partiellement l'espace transversal dans lequel il est positionné entre les deux roues ; -ledit au moins un déflecteur d'air s'étend suivant une dimension transversale qui permet aux deux roues disposées de part et d'autre 30 d'augmenter leur largeur sous l'effet d'un écrasement desdites roues de la paire de roues sans entrer en contact avec ledit au moins un déflecteur d'air ; -l'augmentation de largeur des roues est au plus égale à 10% de la largeur initiale des roues avant déformation ; -ledit au moins un déflecteur d'air s'étend suivant une dimension, appelée hauteur, qui est perpendiculaire aux dimensions longitudinale et transversale et qui est inférieure ou égale à la hauteur des roues ; -ledit au moins un déflecteur d'air s'étend suivant une hauteur qui est 5 inférieure ou égale à la hauteur des roues après écrasement desdites roues ; -la hauteur des roues après écrasement est au moins égale à 80% de la hauteur des roues avant déformation ; -ledit au moins un déflecteur d'air s'étend suivant une hauteur qui est supérieure ou égale à la hauteur des jantes des roues ; 10 -ledit au moins un déflecteur d'air comprend une surface incurvée dont la concavité est dirigée vers l'avant du train d'atterrissage ; -ledit au moins un déflecteur d'air est fixé au train d'atterrissage. D'autres caractéristiques et avantages apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et 15 faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : -les figures la et lb sont des vues schématiques comparatives illustrant le principe à la base de l'invention ; -la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un train d'atterrissage équipé d'un déflecteur d'air selon un mode de réalisation de 20 l'invention ; -la figure 3 est une vue schématique arrière du train d'atterrissage de la figure 2 et du déflecteur d'air qui l'équipe ; -les figures 4 et 5 sont des vues schématiques respectives en coupe longitudinale et arrière d'un train d'atterrissage équipé d'un déflecteur d'air 25 selon une variante de réalisation de l'invention ; -la figure 6 illustre des courbes comparatives du niveau de bruit généré par un train d'atterrissage avec un déflecteur d'air selon le mode de réalisation de l'invention et sans déflecteur d'air. Comme représenté de manière générale sur la figure la, un flux d'air 30 noté F rencontre une partie déployée D du train d'atterrissage, générant ainsi du bruit référence B. Le principe sur lequel s'appuie l'invention (figure lb) consiste à placer dans le flux d'air F, en arrière de la partie déployée D du train d'atterrissage, un obstacle ou une pièce référencé O qui est exposé au flux d'air. Cet obstacle freine le flux d'air en le déviant transversalement. Le flux dévié contourne ainsi l'obstacle et s'écoule ensuite vers l'aval. Lors de la rencontre du flux d'air F avec l'obstacle O le flux est ralenti, 5 ce qui réduit le niveau du bruit ainsi généré, noté b (fig. lb), par comparaison avec le bruit B généré par la rencontre d'un flux d'air avec un train d'atterrissage dépourvu d'un tel obstacle (fig.la). L'obstacle ou pièce qui est associé au train d'atterrissage est appelé par la suite déflecteur d'air compte tenu de sa fonction. 10 Les figures 2 et 3 illustrent une partie basse d'un train d'atterrissage déployé, noté 10, qui comprend par exemple une paire de roues 12, 14 écartées l'une de l'autre transversalement (direction Y sur la figure 3) par rapport à la direction longitudinale X de l'aéronef (figure 2). Le train d'atterrissage 10 comprend une jambe principale 16 à laquelle 15 sont reliés des éléments allongés articulés (bielles...) sur la jambe dont un 14 est représenté en partie sur la figure 2. Un espace transversal noté E est ménagé entre les deux roues (fig.3) et un déflecteur d'air 20 est positionné dans cet espace de manière à le combler partiellement dans sa dimension transversale ou largeur. 20 Comme représenté sur la figure 2, le déflecteur 20 est disposé en arrière de la jambe 16 du train et est par exemple fixé à l'axe transversal 22 sur lequel sont montées les roues 12, 14 et les freins 28, 30 par l'intermédiaire d'éléments de fixation allongés tels que des tiges haute 24 et basse 26. Compte tenu de la largeur du déflecteur, quatre tiges sont par 25 exemple prévues et disposées symétriquement. La largeur du déflecteur 20 est dimensionnée de manière à ce qu'il n'entre pas en contact avec les roues 12, 14 sous l'effet d'un écrasement de celles-ci lorsque l'aéronef se pose sur une piste d'atterrissage. Plus particulièrement, l'écart entre chaque bord latéral du déflecteur et 30 la roue adjacente est dimensionné de manière à ce que la roue puisse augmenter sa largeur initiale d'environ 10%. On notera que le déflecteur est plus large que la jambe de train 16 afin d'être « visible » par l'écoulement d'air F. Le déflecteur 20 s'étend par exemple sur une fraction seulement de la hauteur (axe Z) de l'espace E (la hauteur totale de l'espace correspond à la hauteur totale des roues non déformées par un éventuel écrasement sur une piste d'atterrissage). La hauteur d'extension du déflecteur 20 est supérieure ou égale à la hauteur des jantes des roues (seule la jante 24 est représentée sur la figure 2). Préférentiellement, la hauteur d'extension du déflecteur 20 se répartit de part et d'autre de l'axe 22, par exemple de manière égale. En variante, la hauteur d'extension du déflecteur est plus importante sur la partie située au-dessus de l'axe 22. La hauteur d'extension du déflecteur 20 est dimensionnée de manière à ce qu'il n'entre pas en contact avec le sol lorsque les roues s'écrasent sur ce dernier lors de l'atterrissage. On notera la hauteur des roues après écrasement est au moins égale à 80% de la hauteur des roues avant déformation, ce qui permet d'adapter en conséquence la hauteur du déflecteur. Comme représenté sur les figures 2 et 3, le déflecteur 20 a par exemple une forme incurvée dont la concavité est orientée vers l'axe 22 (c'est-à-dire vers l'avant du train d'atterrissage) ou en d'autres termes la concavité fait face au flux d'air F que rencontre le train d'atterrissage déployé lorsque l'aéronef est en vol. La forme concave est par exemple circulaire pour épouser au plus près la forme des freins 28, 30, qui sont une source de bruit importante dans cet exemple. Le déflecteur 20 prend par exemple la forme d'une plaque d'épaisseur par exemple constante qui offre une surface concave au flux d'air amont F 25 (fig.2). La plaque est relativement mince par souci de limiter la masse embarquée. Comme déjà expliqué en référence à la figure lb, le déflecteur 20 reçoit le flux d'air F et le freine, à la manière d'un aérofrein, comme le font d'ailleurs les pneus des roues. L'air est ainsi dévié transversalement et 30 accéléré. L'air contourne ainsi cet obstacle 20, de même que les freins et pneus des roues et s'écoule ensuite vers l'aval. Le flux d'air F ne passe donc plus, comme dans l'art antérieur entre les deux roues et sur les freins, ce qui supprime une cause de bruit. Le déflecteur et la jambe du train d'atterrissage sont ainsi « perçus » par l'écoulement d'air comme un seul et même obstacle. On notera que la forme incurvée du déflecteur permet aussi de ne pas entraver la rétractation du train d'atterrissage. Comme représenté sur la figure 6, le niveau de bruit (niveau de bruit noté SPL et exprimé en dB) généré par le train d'atterrissage des figures 2 et 3 équipé du déflecteur d'air 20 (courbe C1) est réduit par rapport au bruit généré par le même train dépourvu du déflecteur 20. On constate ainsi une réduction de bruit de 3dB en moyenne. Selon une variante non représentée, le train d'atterrissage peut comprendre plusieurs paires de roues et le déflecteur d'air est alors positionné de préférence entre les deux roues écartées de la paire de roues qui est située la plus en arrière du train d'atterrissage lorsque ledit train d'atterrissage est déployé. Selon une autre variante non représentée, le déflecteur d'air peut revêtir d'autres formes de réalisation (ex : plane...) avec des dimensions différentes et peut par exemple être formé de plusieurs pièces assemblées ou disposées de manière jointive. Le déflecteur peut être fixé au train d'atterrissage à un autre endroit que l'axe de celui-ci, voire au fuselage de l'aéronef. Selon encore une autre variante non représentée, le déflecteur d'air peut prendre la forme d'une fraction d'une porte qui permet de fermer la case de rangement du train d'atterrissage. Cette fraction de porte peut être plane ou incurvée, fixée au fuselage ou au train d'atterrissage, par exemple sur la jambe de celui-ci. Dans cette variante, la fraction de la porte est dotée d'une cinématique qui lui permet, lors du déploiement du train, de venir se positionner entre les roues de celui-ci, par exemple dans la position du déflecteur 20 sur les figures 2 et 3. Alternativement, la fraction de la porte est dotée d'une cinématique qui lui permet, lors du déploiement du train, de venir se positionner derrière toute autre source de bruit importante sur la jambe du train, comme par exemple la jonction entre la jambe 16 et la contrefiche 18 sur la figure 2. Sur les figures 4 et 5, une fraction de porte 40 (déflecteur) est fixée sur la partie de la jambe 16 du train d'atterrissage qui est orientée vers l'aval, au dessus des roues 12, 14 et à proximité de la jonction entre la jambe 16 et la contrefiche 18.5 REVENDICATIONS1. Aéronef comprenant au moins un train d'atterrissage (10) qui comporte une ou plusieurs paires de roues, les roues (12, 14) de la paire ou de chaque paire étant écartées l'une de l'autre transversalement par rapport à la direction longitudinale de l'aéronef de manière à définir un espace 5 transversal (E) entre lesdites deux roues, caractérisé en ce qu'au moins un déflecteur d'air (20) est positionné dans l'espace transversal entre les deux roues(12, 14) écartées de ladite paire de roues ou entre les deux roues écartées de la paire de roues qui est située la plus en arrière du train d'atterrissage lorsque ledit train d'atterrissage est déployé, ledit au moins un 10 déflecteur d'air (20) étant apte à ralentir le flux d'air s'écoulant entre les roues de l'avant vers l'arrière du train d'atterrissage. 2. Aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un déflecteur d'air (20) comble partiellement l'espace transversal (E) dans lequel il est positionné entre les deux roues. 15 3. Aéronef selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit au moins un déflecteur d'air (20) s'étend suivant une dimension transversale qui permet aux deux roues disposées de part et d'autre d'augmenter leur largeur sous l'effet d'un écrasement desdites roues de la paire de roues sans entrer en contact avec ledit au moins un déflecteur d'air. 20 4. Aéronef selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'augmentation de largeur des roues est au plus égale à 10% de la largeur initiale des roues avant déformation. 5. Aéronef selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit au moins un déflecteur d'air (20) s'étend suivant une dimension, appelée 25 hauteur, qui est perpendiculaire aux dimensions longitudinale et transversale et qui est inférieure ou égale à la hauteur des roues. 6. Aéronef selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit au moins un déflecteur d'air (20) s'étend suivant une hauteur qui est inférieure ou égale à la hauteur des roues après écrasement desdites roues. 7. Aéronef selon la revendication 6, caractérisé en ce que la hauteur des roues après écrasement est au moins égale à 80% de la hauteur des roues avant déformation. 8. Aéronef selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que 5 ledit au moins un déflecteur d'air (20) s'étend suivant une hauteur qui est supérieure ou égale à la hauteur des jantes (24) des roues. 9. Aéronef selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit au moins un déflecteur d'air (20) comprend une surface incurvée dont la concavité est dirigée vers l'avant du train d'atterrissage. 10 10. Aéronef selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit au moins un déflecteur d'air (20) est fixé au train d'atterrissage (10).