Brevet FR3162725A1 — publié le 20251205

Atterrisseur rétractable pour aéronef, comprenant : une pièce principale de liaison de l’atterrisseur à l’aéronef agencée pour pivoter autour d’un premier axe principal de rotation sensiblement parallèle à une direction longitudinale de l’aéronef ; une jambe ayant une extrémité pourvue d’une roue et à l’opposé un caisson possédant une partie haute liée à la pièce principale de liaison pour pivoter autour d’un deuxième axe principal de rotation sensiblement perpendiculaire au premier axe principal de rotation ; un mécanisme de déplacement/stabilisation de la jambe pour déplacer la jambe entre une position déployée et une position rétractée par une rotation simultanée de la jambe autour des axes principaux de rotation, le mécanisme de déplacement/stabilisation comprenant une contrefiche de contreventement de la jambe en position déployée et une bielle directrice pour guider la rotation de la jambe autour des axes principaux de rotation. FIGURE DE L’ABREGE: [Fig. 4] Atterrisseur à mouvement combiné de rétraction et aéronef ainsi équipé. La présente invention concerne le domaine de l’aéronautique et plus particulièrement celui des trains d’atterrissage. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Communément, les aéronefs actuels destinés au transport de fret ou de personnes possèdent un atterrisseur avant, monté sous le nez de l’aéronef et pourvu d’une paire de roues, et des atterrisseurs principaux montés sous le fuselage ou les ailes de l’aéronef et pourvus de plusieurs paires de roues. Pendant le vol, chaque atterrisseur est relevé et replié à l’intérieur d’un logement (ou soute) de train, intégré au fuselage ou aux ailes, afin d'améliorer l'aérodynamisme de l'aéronef en limitant la traînée. La stabilité en virage de l’aéronef lors du roulage et la garde au sol nécessaire à la structure de l’aéronef (par exemple au niveau des moteurs) conditionnent l’écartement des roues des atterrisseurs principaux et la position des roues par rapport aux fixations des atterrisseurs principaux à la structure de l’aéronef. Les atterrisseurs sont agencés pour effectuer un mouvement de relevage selon un ou plusieurs axes de rotation. Dans les cas les plus simples, on a recours à une solution à axe unique de rotation et le logement de l’atterrisseur doit avoir des dimensions importantes pour y intégrer ledit atterrisseur dans toute sa longueur (longueur correspondant à la hauteur de l’atterrisseur déployé). En sachant que les atterrisseurs se replient habituellement vers l’avant de l’aéronef, cette solution entraine soit un recul du positionnement du point de fixation des atterrisseurs sur la structure dudit aéronef, interférant avec les carénages de jonction aérodynamique ( belly fairing ou ventral fairing ), soit l’impossibilité d’intégrer les roues dans le fuselage. D’autres configurations de relevage des atterrisseurs engendrant une rétraction des atterrisseurs pour limiter leur encombrement en soute existent mais sont très complexes et peu compatibles avec certaines structures d’aéronef. OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour objet de fournir un atterrisseur d’aéronef rétractable ayant une structure permettant d’optimiser son encombrement dans le fuselage. A cet effet, on prévoit, selon l’invention un atterrisseur rétractable pour aéronef, comprenant : une pièce principale de liaison de l’atterrisseur à l’aéronef agencée pour pivoter autour d’un premier axe principal de rotation sensiblement parallèle à une direction longitudinale de l’aéronef ; une jambe ayant une extrémité pourvue d’une roue et à l’opposé un caisson possédant une partie haute liée à la pièce principale de liaison pour pivoter autour d’un deuxième axe principal de rotation sensiblement perpendiculaire au premier axe principal de rotation ; un mécanisme de déplacement/stabilisation de la jambe pour déplacer la jambe entre une position déployée et une position rétractée par une rotation simultanée de la jambe autour des axes principaux de rotation, le mécanisme de déplacement/stabilisation comprenant une contrefiche de contreventement de la jambe en position déployée et une bielle directrice pour guider la rotation de la jambe autour des axes principaux de rotation, la contrefiche comportant une première bielle et une deuxième bielle liées l’une à l’autre par une articulation intermédiaire et ayant une première extrémité pourvue d’une articulation de liaison à la structure de l’aéronef et une deuxième extrémité pourvue d’une articulation de liaison au caisson, l’articulation de liaison à la structure de l’aéronef étant agencée pour tourner par rapport à la structure de l’aéronef autour d’un premier axe secondaire de rotation et pour tourner par rapport à l’articulation intermédiaire autour d’un deuxième axe secondaire de rotation coïncidant avec une direction longitudinale de la première bielle, la bielle directrice possédant une première extrémité de liaison à la structure de l’aéronef et une deuxième extrémité de liaison à une partie basse du caisson. Ainsi, l’atterrisseur se rétracte et se déploie en effectuant un mouvement de rotation autour de deux axes de rotation en simultané. Le logement accueillant l’atterrisseur peut alors être de dimensions relativement limitées et dans une position mieux adaptée à la structure de l’aéronef, c’est-à-dire en respectant mieux le profil du fuselage. Selon des caractéristiques optionnelles, utilisées individuellement ou tout ou partie en combinaison : le caisson est juxtaposé à la pièce principale de liaison lorsque l’atterrisseur est en position rétractée ; la première bielle et la deuxième bielle de la contrefiche sont aptes à être verrouillées dans une position d’alignement par un élément de contrainte ; la roue possède un axe de roulement sensiblement vertical quand la jambe est en position rétractée ; le mécanisme de rétraction/stabilisation comprend un vérin de manœuvre ; le vérin de manœuvre comprend une extrémité de liaison à la structure de l’aéronef et une extrémité de liaison au caisson ; la jambe comprend un balancier articulé à une extrémité du caisson opposée à la pièce de liaison, le balancier ayant une extrémité libre portant un essieu sur lequel la roue est fixée. On prévoit également selon l’invention, un aéronef pourvu d’au moins un tel atterrisseur. Optionnellement, l’atterrisseur est monté pour se déployer dans une direction opposée au sens d’avancement de l’aéronef. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation particulier et non limitatif de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : FIG. 1 est une vue générale de face d’un aéronef selon l’invention ; FIG. 2 est une vue schématique en perspective d’une partie de l’aéronef illustré à la FIG. 1 ; FIG. 3 est une vue générale en perspective d’un atterrisseur selon l’invention équipant l’aéronef illustré aux figures 1 et 2, l’atterrisseur étant en cours de déploiement/rétraction ; [Fig. 4a] est une vue de côté de l’atterrisseur déployé représenté sur la FIG. 3 ; [Fig. 4b] est une vue de face de cet atterrisseur déployé ; [Fig. 4c] est une vue de côté du même atterrisseur mais rétracté dans un logement de l’aéronef ; [Fig. 4d] est une vue de face de cet atterrisseur rétracté dans ce logement ; [Fig. 5a] est une vue en perspective de l’atterrisseur déployé ; [Fig. 5b] est une vue en perspective de l’atterrisseur dans une position intermédiaire lors de son mouvement de rétractation ou de déploiement ; [Fig. 5c] est une vue en perspective de l’atterrisseur dans en position rétractée. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence aux figures 1 et 2, l’invention est décrite en application à un aéronef 100 comportant un fuselage 101 à partir duquel s’étendent deux atterrisseurs 1 principaux. Chaque atterrisseur 1 possède une jambe possédant une extrémité articulée à la structure de l’aéronef 100 et à l’opposée une extrémité libre pourvue d’un essieu sur lequel sont montées à pivotement des roues 2. Les atterrisseurs 1 sont agencés de sorte à pouvoir être relevés et rétractés afin de réduire leur encombrement en dehors des phases d’utilisation. La structure de l’aéronef 100 comprend des ouvertures donnant accès à des logements (ou soutes) 102 ménagés dans une partie inférieure du fuselage 101 et aptes à accueillir chacun un des atterrisseurs 1 rétractés. Ces logements 102 permettent d’intégrer les atterrisseurs 1 à l’intérieur du fuselage 101 pour ne pas dégrader les performances aérodynamiques de l’aéronef 100 en vol. La partie inférieure du fuselage 101 située sous l’aéronef 100 est un carénage aérodynamique couramment nommé « b elly fairing ». En référence à la FIG. 3 , l’atterrisseur 1 comprend une pièce principale de liaison 3, un caisson 4, un balancier 5 et un amortisseur 6. La pièce principale de liaison 3 est liée en rotation d’une part à la structure de l’aéronef 100 selon un premier axe principal de rotation X1, et d’autre part à une partie haute ou extrémité haute 4.1 du caisson 4, selon un deuxième axe principal de rotation X2. L’axe principal de rotation X1 est sensiblement parallèle à une direction longitudinale de l’aéronef 100, et l’axe principal de rotation X2 est sensiblement perpendiculaire à l’axe principal de rotation X1. Le balancier 5 possède une première extrémité 5.1 liée en pivot à une partie basse ou extrémité basse 4.2 du caisson 4 pour pivoter autour d’un axe parallèle à l’axe principal de rotation X1, et une deuxième extrémité 5.2 libre sur laquelle est monté l’essieu portant les roues 2. Le caisson 4 et le balancier 5 forment une jambe de l’atterrisseur 1. L’amortisseur 6 possède une première extrémité articulée à la pièce principale de liaison 3 pour pivoter autour du deuxième axe principal de rotation X2 et une deuxième extrémité articulée à la deuxième extrémité 5.2 du balancier 5. L’amortisseur 6 est agencé de sorte à amortir les efforts verticaux s’exerçant sur la roue 2. L’atterrisseur 1 comprend un mécanisme de déplacement/stabilisation de la jambe pour déplacer la jambe entre une position déployée et une position rétractée par une rotation simultanée de la jambe autour des axes principaux de rotation X1, X2. Le mécanisme de déplacement/stabilisation comprend une contrefiche 7 pour contreventer la jambe en position déployée et une bielle directrice 10 pour guider la rotation de la jambe autour des axes principaux de rotation X1 et X2. La contrefiche 7 comporte une première bielle 7.1 et une deuxième bielle 7.2 liées l’une à l’autre par une articulation intermédiaire. La première bielle 7.1 possède une première extrémité 7.1.1 liée en rotation à une chape 7.3 selon un premier axe secondaire de rotation X3 aligné avec une direction longitudinale de la première bielle 7.1, la chape 7.3 étant liée en pivot à la structure de l’aéronef 100 pour pivoter autour d’un deuxième axe secondaire de rotation X4 perpendiculaire au premier axe secondaire de rotation X3, et une deuxième extrémité 7.1.2 liée en pivot avec une première extrémité 7.2.1 de la deuxième bielle 7.2. La deuxième bielle 7.2 possède une deuxième extrémité 7.2.2 liée en pivot au niveau de l’extrémité basse 4.2 du caisson 4. Les deux bielles de la contrefiche sont mobiles l’une par rapport à l’autre entre une position repliée (position rétractée de l’atterrisseur 1) et une position alignée assurant le contreventement de l’atterrisseur 1 (position déployée de l’atterrisseur 1). Le mécanisme de déplacement/stabilisation comprend un élément articulé de contrainte 8 possédant au moins un levier 8.1, un ressort 8.2 et une butée 8.3. L’élément de contrainte 8 est positionné entre la deuxième bielle 7.2 et le caisson 4. Le ressort 8.2 permet d’appliquer un effort de presse sur la butée 8.3 lors de l’alignement des bielles 7.1 et 7.2 de la contrefiche 7, permettant le verrouillage de l’alignement des deux bielles 7.1 et 7.2. Le déverrouillage de l’alignement des bielles 7.1, 7.2 de la contrefiche 7 est effectué de manière connue en elle-même par un actionneur auxiliaire non représenté ici. La bielle directrice 10 possède une première extrémité de liaison à la structure de l’aéronef 100 et une deuxième extrémité de liaison à la partie basse du caisson 4. Cette bielle directrice 10 permet, d’une part, la transmission des charges supportées par l’atterrisseur 1 à la structure de l’aéronef 100 et, d’autre part, le guidage de la jambe de l’atterrisseur 1 dans les rotations qu’elle effectue lors de sa rétractation et de son déploiement. Une modification de dimensionnement ou de positionnement de cette bielle directrice 10, permet alors de modifier et d’ajuster simplement la trajectoire de la jambe de l’atterrisseur 1 lors de son déploiement ou de sa rétractation. Le mécanisme de déplacement/stabilisation possède un vérin 9 tandem pour manœuvrer la jambe. Le vérin 9 possède une première extrémité 9.1 articulée à la structure de l’aéronef 100 et une seconde extrémité 9.2 articulée à l’extrémité haute 4.1 du caisson 4. La rentrée du vérin 9 permet le repliement de l’atterrisseur 1 à l’intérieur du logement 102 du fuselage 101 et la sortie du vérin 9 permet le déploiement de l’atterrisseur 1. Lors du déploiement de l’atterrisseur 1, le vérin 9 applique un effort de poussée sur le caisson 4, ledit caisson 4 effectuant un mouvement simultané de rotation autour de l’axe principal de rotation X1 et de l’axe principal de rotation X2, ce mouvement étant guidé par la bielle directrice 10. Le déploiement de l’atterrisseur 1 permet l’alignement des deux bielles 7.1 et 7.2 de la contrefiche 7, l’élément de contrainte 8 verrouillant la contrefiche dans sa position alignée. Lors de la rétractation de l’atterrisseur 1, l’actionneur auxiliaire déverrouille l’élément articulé de contrainte 8 rendant possible le mouvement entre les deux bielles 7.1 et 7.2 de la contrefiche 7, et le vérin 9 se rétracte permettant au caisson 4 d’effectuer le mouvement inverse de celui effectué lors de son déploiement, selon les deux axes principaux de rotation X1 et X2. Cette rotation permet notamment aux roues 2 de se positionner dans une position horizontale (l’axe de roulement des roues 2 étant sensiblement vertical) à l’intérieur du logement 102, comme illustré aux figures 4c et 4d. Cette disposition des roues 2 à l’intérieur du fuselage 101 limite significativement l’encombrement en hauteur desdites roues 2 dans le logement 102, le flanc d’une des roues 2 pouvant être positionné très proche d’une paroi interne de la partie inférieure du carénage aérodynamique. L’atterrisseur 1 rétracté occupe une place ayant une longueur globale réduite, au sein du fuselage 101. En effet, en référence aux figures 5a, 5b et 5c, le mouvement du train d’atterrissage 1 selon les deux axes principaux de rotation X1 et X2 permet un positionnement du caisson 4 juxtaposé à la pièce principale de liaison 3, et non aligné avec celle-ci comme dans la position déployée de l’atterrisseur 1. L’atterrisseur 1, occupant un espace plus réduit une fois replié, permet alors un positionnement plus libre du point de liaison entre ledit atterrisseur 1 et la structure de l’aéronef 100 lors de la conception de l’aéronef. De ce fait, un positionnement plus avancé dudit point de liaison entre l’atterrisseur 1 et la structure de l’aéronef 100 rend possible un repliement et un déploiement dudit atterrisseur 1 vers l’arrière de l’aéronef 100. Ce mouvement orienté vers l’arrière pouvant être nécessaire dans certaines configurations d’aéronef 100. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications. En particulier, bien qu’ici l’atterrisseur 1 dispose d’un type d’amortissement à balancier et une paire de roues 2 en « diabolo », l’invention est applicable à d’autres types de trains d’atterrissage tels que des trains à amortisseurs direct par exemple et/ou possédant un nombre de roues différents (mono-roue, boggie…). Bien qu’ici les articulations à deux degrés de liberté soient caractérisées par des chapes tournantes selon deux axes de rotation perpendiculaires l’un à l’autre, il est possible que cette solution soit remplacée par une autre solution technique telle qu’une rotule par exemple. La première extrémité 7.1.1 de la première bielle 7.1 formant une chape 7.3 d’articulation de liaison à la structure de l’aéronef 100 de la contrefiche 7 peut être agencée pour tourner par rapport à l’articulation intermédiaire autour de l’axe secondaire de rotation X3 comme décrit plus haut, ou cette première extrémité 7.1.1 peut être d’une pièce avec la première bielle 7.1, l’articulation intermédiaire étant montée sur la deuxième extrémité 7.1.2 de la première bielle 7.1 pour pivoter autour de l’axe secondaire de rotation X3. Bien qu’ici le vérin 9 de manœuvre soit de type tandem, il est possible que le vérin soit d’un autre type tel qu’un vérin double effet, simple effet, double tige ou d’un autre type d’actionneurs hydrauliques ou pneumatiques. Atterrisseur rétractable pour aéronef (100), comprenant : une pièce principale de liaison (3) de l’atterrisseur à l’aéronef (100) agencée pour pivoter autour d’un premier axe principal de rotation (X1) sensiblement parallèle à une direction longitudinale de l’aéronef (100) ; une jambe ayant une extrémité pourvue d’une roue (2) et à l’opposé un caisson (4) possédant une partie haute (4.1) liée à la pièce principale de liaison (3) pour pivoter autour d’un deuxième axe principal de rotation (X2) sensiblement perpendiculaire au premier axe principal de rotation (X1) ; un mécanisme de déplacement/stabilisation de la jambe pour déplacer la jambe entre une position déployée et une position rétractée par une rotation simultanée de la jambe autour des axes principaux de rotation (X1, X2), le mécanisme de déplacement/stabilisation comprenant une contrefiche (7) de contreventement de la jambe en position déployée et une bielle directrice (10) pour guider la rotation de la jambe autour des axes principaux de rotation (X1 et X2), la contrefiche comportant une première bielle (7.1) et une deuxième bielle (7.2) liées l’une à l’autre par une articulation intermédiaire et ayant une première extrémité pourvue d’une articulation de liaison à la structure de l’aéronef (100) et une deuxième extrémité pourvue d’une articulation de liaison au caisson (4), l’articulation de liaison à la structure de l’aéronef (100) étant agencée pour tourner par rapport à la structure de l’aéronef autour d’un premier axe secondaire de rotation (X4) et pour tourner par rapport à l’articulation intermédiaire autour d’un deuxième axe secondaire de rotation (X3) coïncidant avec une direction longitudinale de la première bielle (7.1), la bielle directrice possédant une première extrémité de liaison à la structure de l’aéronef (100) et une deuxième extrémité de liaison à une partie basse (4.2) du caisson (4). Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel le caisson (4) est juxtaposé à la pièce principale de liaison (3) lorsque l’atterrisseur est en position rétractée. Atterrisseur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première bielle et la deuxième bielle de la contrefiche (7) sont aptes à être verrouillées dans une position d’alignement par un élément de contrainte (8). Atterrisseur selon l’une des revendications précédentes, dont la roue (2) possède un axe de roulement sensiblement vertical quand la jambe est en position rétractée. Atterrisseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme de rétraction/stabilisation comprend un vérin (9) de manœuvre. Atterrisseur selon la revendication 5, dans lequel le vérin (9) de manœuvre comprend une extrémité de liaison à la structure de l’aéronef (100) et une extrémité de liaison au caisson (4). Atterrisseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la jambe comprend un balancier (5) articulé à une extrémité du caisson (4) opposée à la pièce de liaison, le balancier ayant une extrémité libre portant un essieu sur lequel la roue est fixée. Aéronef comprenant une structure à laquelle est fixé au moins un atterrisseur (1) selon l’une des revendications précédentes. Aéronef selon la revendication 8, dans lequel l’atterrisseur est monté pour se déployer dans une direction opposée au sens d’avancement de l’aéronef (100).