Brevet FR3056553A1 — publié le 20180330

L'invention concerne un atterrisseur d'aéronef équipé d'un dispositif d'atténuation de shimmy. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Le shimmy est un phénomène vibratoire affectant certains atterrisseurs, et implique un couplage entre des oscillations de flexion et des oscillations de torsion de l'atterrisseur. On connaît des atterrisseurs, notamment des atterrisseurs principaux non équipés d'une commande d'orientation, qui sont équipés d'un dispositif d'atténuation de shimmy placé au niveau de l'axe de l'apex du compas reliant la tige coulissante au caisson de l'atterrisseur. Le dispositif d'atténuation est interposé entre la face latérale externe d'une des branches du compas, et une extrémité de l'axe-pivot articulant les branches du compas entre elles, l'autre extrémité de l'axe-pivot prenant appui sur la face externe de l'autre branche du compas. Lors d'une oscillation de torsion, les branches du compas ont tendance à vouloir se déplacer relativement le long de l'axe-pivot. Le dispositif d'atténuation est équipé d'un organe élastique à seuil de sorte que lorsque le couple de torsion dépasse un seuil déterminé, le dispositif autorise le déplacement des branches du compas à l'encontre d'un effort élastique. Le dispositif d'atténuation est également équipé d'un organe d'amortissement de sorte à générer un effort d'amortissement lors de cet éloignement. Les dispositifs d'atténuation sont portés en porte-à-faux sur le côté du compas, formant ainsi un balourd pouvant générer une fatigue prématurée de la broche de l'apex du compas. Ces dispositifs d'atténuation sont traditionnellement installés sur des atterrisseurs qui ne sont pas munis d'une commande d'orientation angulaire de la tige coulissante, puisque les oscillations de torsion de ces derniers sont naturellement amorties par les 3056553 2 restrictions dans le bloc hydraulique de commande d'orientation. Cependant, le développement récent des commandes d'orientation électromécaniques confèrent aux atterrisseurs qui en sont équipés une rigidité en torsion 5 importante qui, dans certains cas d'espèce, peut justifier l'installation d'un dispositif d'atténuation sur le compas dont la branche supérieure est articulée non pas sur le caisson, mais sur un élément monté tournant sur le caisson et dont la position angulaire est 10 réglée par la commande d'orientation, comme un tube monté tournant à l'intérieur du caisson autour de la tige coulissante et pouvant le cas échéant porter les paliers de coulissement de la tige coulissante, ou un collier monté tournant autour du caisson. 15 OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet de proposer un atterrisseur pourvu d'un dispositif d'atténuation de shimmy à placer au niveau de l'apex du compas diminuant 20 les impacts sur l'axe-pivot du compas. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un atterrisseur d'aéronef muni d'une tige coulissante montée à coulissement dans un caisson, et d'un compas 25 ayant une branche articulée sur le caisson ou sur un élément tournant d'une commande d'orientation de la tige coulissante monté tournant sur le caisson, et une branche articulée sur la tige coulissante, les branches étant articulées entre elles par un axe-pivot, l'atterrisseur 30 étant équipé d'un dispositif d'atténuation de shimmy placé au niveau de l'axe-pivot du compas, le dispositif d'atténuation comportant au moins un organe de rappel élastique à seuil générant un effort de rappel des branches vers une position de repos et au moins un organe 35 d'amortissement générant un effort d'amortissement 3056553 3 lorsque les branches se déplacent axialement le long de l'axe-pivot. Selon l'invention, le dispositif atténuateur comporte deux modules placés de part et d'autre du compas pour coopérer avec l'axe-pivot, chacun des modules 5 assurant au moins l'une des deux fonctions de rappel élastique à seuil ou d'amortissement. Ainsi, on divise le dispositif d'atténuation en deux modules placés de part et d'autre du compas, de sorte que l'effet de balourd latéral est très largement 10 atténué, ce qui diminue sensiblement les sollicitations de fatigue de l'axe-pivot. Selon un premier mode particulier de réalisation de l'invention, le dispositif atténuateur ne comprend un seul organe de rappel porté par l'un des modules, et un 15 seul organe d'amortissement porté par l'autre des modules. On spécialise ainsi chacun des modules qui peuvent être conçus et fabriqués respectivement par des spécialistes du rappel et de l'amortissement. 20 Selon un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention, les modules comportent chacun un organe de rappel et un organe d'amortissement. Il est ainsi possible de proposer des modules identiques, interchangeables, ce qui facilite la gestion 25 de leur maintenance et de leur remplacement. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, en référence aux figures des 30 dessins annexés parmi lesquelles : -la figure 1 est une vue en perspective d'un atterrisseur muni d'un dispositif d'atténuation de shimmy selon l'art antérieur ; -la figure 2 est une vue en perspective partielle 35 du compas de l'atterrisseur de la figure 1 équipé d'un 3056553 4 dispositif atténuateur de shimmy selon un premier mode particulier de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe de la figure 2 selon un plan passant par l'axe géométrique de l'axe- 5 pivot ; - La figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 3 illustrant un dispositif atténuateur de shimmy selon un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention. 10 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'invention s'applique un atterrisseur tel qu'illustré à la figure 1 comportant un caisson 1 rapporté sur la structure de l'aéronef et recevant à coulissement une tige coulissante 2 dont l'extrémité 15 inférieure est munie d'un essieu 3 pour recevoir des roues (non représentées ici). L'atterrisseur est équipé d'un compas 4 comportant une branche supérieure 4a articulée sur le caisson 1 et une branche inférieure 4b articulée sur la tige coulissante 2 les deux branches 20 4a,4b étant articulées entre elles au niveau d'un apex du compas au moyen d'un axe-pivot non visible ici. Le compas 4 autorise le coulissement de la tige 2 dans le caisson 1, tout en empêchant la rotation de la tige 2 dans le caisson 1. De façon connue en soi, un dispositif 25 atténuateur de shimmy 5 est disposé au niveau de l'une des extrémités de l'axe-pivot pour exercer un effort de rappel à seuil ainsi qu'un effort d'amortissement lors d'un déplacement axial des branches du compas le long de l'axe-pivot provoqué par un couple de torsion tendant à 30 faire tourner la tige coulissante 2 dans le caisson 1. Comme cela est illustré à la figure 2, l'invention 3056553 5 consiste à prévoir un dispositif d'atténuation de shimmy 10 en deux modules 10a et 10b disposés chacun de part et d'autre du compas au niveau de son apex. La répartition des masses est ainsi beaucoup plus équilibrée, diminuant 5 sensiblement l'effet de balourd de la disposition connue de la figure 1. Ici, le dispositif est appliqué à un compas dont l'une des branches 4b se termine en fourche et accueille l'autre branche 4a au centre de la fourche. Le dispositif d'atténuation du shimmy 10 assure en même 10 temps le centrage de la branche 4a dans la branche 4b en laissant un espace e de part et d'autre. Le dispositif d'atténuation de shimmy rappelle les branches dans cette position de repos. Plus précisément, et comme cela est illustré à la 15 figure 3, les modules 10a, 10b comportent chacun un corps creux 11a, 11b venant chacun prendre appui sur l'une des faces externes des compas 4a,4b et qui est traversé par l'axe-pivot 12. Le module 10a est un module exerçant un effort de 20 rappel élastique. A cet effet, l'extrémité de l'axe-pivot 12 emprisonne une cage 13 faite ici de deux douilles 14 dans lesquelles sont montées deux empilements de rondelles Belleville 15,16 montés en opposition. Les douilles 14 de la cage 13 sont prisonnières sur l'axe- 25 pivot 12 entre une butée de l'axe-pivot et un écrou terminal 17 permettant de précontraindre les rondelles 15,16. Par ailleurs, les douilles 14 sont prisonnières entre un fond du corps 11a et un écrou 18 rapporté sur le corps 11a. Ainsi le déplacement relatif de l'axe-pivot 12 30 par rapport au corps 11a n'est possible que si l'effort de déplacement dépasse un effort seuil déterminé par la 3056553 6 précontrainte des rondelles Belleville 15,16, et se fait à l'encontre d'un effort de rappel dans la position centrée illustrée à la figure 3. Le module 10b est un module exerçant un effort 5 d'amortissement, ici de nature hydraulique. L'axe-pivot 12 est solidaire d'un piston 20 coulissant à étanchéité contre la paroi interne du corps llb pour y définir deux chambres remplies de fluide hydraulique. Le corps llb est fermé par un fond rapporté 21 retenu sur le corps par un 10 écrou 22. Le piston 20 comporte un orifice de laminage 23 mettant les deux chambres en communication fluidique. Ainsi, le déplacement relatif de l'axe-pivot 12 par rapport au corps llb se fait à l'encontre d'un effort de laminage du fluide transvasé d'une chambre à l'autre, 15 induisant un amortissement hydraulique. L'axe-pivot 12 pince la branche 4a et est immobile axialement par rapport à cette branche. La branche 4b est libre de se déplacer le long de l'axe-pivot 12 à l'encontre des efforts de rappel et d'amortissement 20 exercés respectivement par le module 10a et le module 10b et générés par le mouvement relatif de l'axe-pivot 12 par rapport aux corps 11a,11b. Selon un deuxième mode particulier de réalisation illustré à la figure 4, les deux modules 30 sont 25 identiques et assurent donc à la fois les fonctions de rappel élastique à seuil et d'amortissement. Leur structure est identique à celle du module 10a du mode de réalisation précédent, si ce n'est que les empilements de rondelles Belleville 15,16 sont ici remplacés par des 30 cartouches lamifiées 31 formées chacune d'un empilement de rondelles métalliques et de rondelles en matériau 3056553 7 élastomère assurant à la fois les fonctions de rappel élastique à seuil et d'amortissement grâce à leurs propriétés viscoélastiques. Les cartouches 31 sont comme auparavant incluses dans des cages prisonnières de 5 l'axe-pivot 12 qui maintient les rondelles en précontrainte. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, et englobe toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. 10 En particulier, bien qu'ici, l'invention ait été décrit en application sur un atterrisseur dépourvu de commande d'orientation, l'invention s'applique également à des atterrisseurs pourvus d'une commande d'orientation pour lesquels la branche supérieure du compas est 15 articulée non pas sur le compas, mais sur un élément monté tournant sur le caisson, et dont la position angulaire est réglée par la commande d'orientation. Bien que dans le premier mode de réalisation, le module qui assure la fonction de rappel élastique à seuil 20 comporte des empilements de rondelles Belleville, on pourra bien entendu utiliser tout autre moyen élastique, comme des ressorts hélicoïdaux, des lames ... Bien que dans le deuxième mode de réalisation, les modules sont équipés de cartouche formées d'un empilement 25 de rondelles métalliques et élastomériques, on pourra plus généralement utiliser des dispositifs à base d'élastomère, ne prenant pas forcément la forme d'un empilement de rondelles, mais assurant, comme les cartouches, les fonctions de rappel élastique à seuil et 30 d'amortissement grâce à leurs propriétés viscoélastiques. REVENDICATIONS1. Atterrisseur d'aéronef muni d'une tige coulissante (2) montée à coulissement dans un caisson (1), et d'un compas (4) ayant une branche (4a) articulée sur le caisson ou sur un élément tournant d'une commande d'orientation de la tige coulissante monté tournant sur le caisson, et une branche (4b) articulée sur la tige coulissante, les branches étant articulées entre elles par un axe-pivot (12), l'atterrisseur étant équipé d'un dispositif d'atténuation de shimmy (10a,10b ; 30,30) placé au niveau de l'axe-pivot du compas, le dispositif d'atténuation comportant des moyens de rappel élastique (15,16 ; 31) à seuil générant un effort de rappel des branches vers une position de repos et au moins des moyens d'amortissement (20,23 ;31) générant un effort d'amortissement lorsque les branches se déplacent axialement le long de l'axe-pivot, caractérisé en ce que le dispositif atténuateur comporte deux modules (10a,10b ;30,30) placés de part et d'autre du compas pour coopérer avec l'axe-pivot, chacun des modules assurant au moins l'une des deux fonctions de rappel élastique à seuil ou d'amortissement. 2. Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel l'un des modules (10a) assure la fonction de rappel élastique à seuil, et l'autre des modules assure la fonction d'amortissement. 3. Atterrisseur selon la revendication 2, dans lequel celui des modules qui assure le rappel élastique à seuil comporte une cage (13) comprenant deux séries de rondelles Belleville (15,16) montées en opposition et retenues prisonnières sur l'axe-pivot (12) au moyen d'un 3056553 9 écrou terminal (17) assurant une précontrainte des rondelles. 4. Atterrisseur selon la revendication 2 dans lequel celui des modules qui assure la fonction d'amortissement 5 comporte un piston (20) solidaire de l'axe-pivot et délimitant deux chambres remplies de fluide hydraulique et mises en communication fluidique par un orifice de laminage (23). 5. Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel 10 les deux modules (30,30) sont identiques et assurent tous deux la fonction de rappel élastique à seuil et la fonction d'amortissement. 6. Atterrisseur selon la revendication 5, dans lequel chacun des modules (30) comporte une cage équipée de 15 rondelles en élastomère (31) précontraintes dont les propriétés viscoélastiques assurent la fonction de rappel élastique à seuil et la fonction d'amortissement.