Brevet FR3161662A1 — publié le 20251031

Atterrisseur (101) d’aéronef comprenant : une jambe (1) ; un balancier (2) portant des roues (102) ; une liaison articulée (3) du balancier (2) à la jambe (1), comprenant une chape (3.1) en U, solidaire de l’un de la jambe (1) et du balancier (2), ayant deux bras (3.11) s’étendant de part et d’autre de l’autre de la jambe (1) et du balancier (2), et un arbre (3.2) porté par les bras (3.11) pour définir un axe principal de rotation du balancier (2) sur la jambe (1). La liaison articulée (3) est agencée pour ménager un débattement selon au moins un degré supplémentaire de liberté et en ce qu’un élément élastiquement déformable est positionné au niveau de cette liaison articulée (3) pour rattraper ce débattement et atténuer des vibrations de la liaison articulée (3) selon ce degré supplémentaire de liberté. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 4 Atterrisseur à balancier, pourvu d’un dispositif d’atténuation de shimmy, et aéronef comportant un tel atterrisseur La présente invention concerne le domaine de l’aéronautique et plus particulièrement les atterrisseurs d'aéronef équipés d'un dispositif d'atténuation de vibration. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Dans le domaine aéronautique, on appelle « shimmy » un phénomène vibratoire apparaissant sur le train d’atterrissage d’un aéronef en cours de roulage. Plus précisément, le shimmy est une combinaison de vibrations en torsion et en flexion latérale d’un essieu qui prend en compte la flexibilité de l’ensemble d’un atterrisseur. On connait, notamment du document FR-A-3056553, des atterrisseurs comprenant un caisson, une tige coulissant dans le caisson, un compas ayant deux branches articulées pour l’une à la tige et pour l’autre au caisson, et un dispositif d'atténuation de shimmy placé au niveau d’un arbre reliant entre elles les branches du compas. Le dispositif d'atténuation comprend un organe élastique interposé entre la face latérale externe d'une des branches du compas, et une extrémité de l'arbre articulant les branches du compas entre elles pour s’opposer à un déplacement relatif des branches et de l’arbre tant que le couple de torsion auquel est soumise l’articulation est inférieur à un seuil prédéterminé. Lorsque le couple de torsion dépasse ce seuil déterminé, le dispositif autorise le déplacement des branches du compas à l'encontre de l'effort élastique produit par l’organe élastique. OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour but de résoudre les problèmes de shimmy sur les trains d’atterrissage à balancier. A cet effet, on prévoit, selon l’invention un atterrisseur d’aéronef articulé comprenant : une jambe ayant une première extrémité agencée pour être articulée avec une structure d’un aéronef et une deuxième extrémité ; un balancier portant des roues ; une liaison articulée du balancier à la jambe, comprenant une chape en U, solidaire de l’un de la jambe et du balancier, ayant deux bras s’étendant de part et d’autre de l’autre de la jambe et du balancier, et un arbre porté par les bras pour définir un axe principal de rotation du balancier sur la jambe ; la liaison articulée est agencée pour ménager un débattement selon au moins un degré supplémentaire de liberté et en ce qu’un élément élastiquement déformable est positionné au niveau de cette liaison articulée pour rattraper ce débattement et atténuer des vibrations de la liaison articulée selon ce degré supplémentaire de liberté. Ainsi, le dispositif d’atténuation permet au moins de limiter les vibrations notamment liées au phénomène de shimmy au sein dudit atterrisseur à balancier en introduisant, au niveau de l’articulation pivot entre la jambe et le balancier de l’atterrisseur, une liaison contenant un élément élastique permettant d’amortir les mouvements et les vibrations. L’atterrisseur peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, individuellement ou en combinaison : l’élément élastiquement déformable comprend au moins deux modules de rappel élastique comportant chacun au moins un ressort préchargé, un piston, une cage maintenant en place le ressort et le piston, les modules de rappel élastique étant positionnés symétriquement chacun entre l’un des deux bras de la chape et la surface extérieure de la deuxième extrémité en regard, les pistons étant en contact avec les surfaces extérieures ; les modules de rappel élastique sont logés au moins partiellement chacun dans un des bras de la chape ; chacun des modules de rappel élastique a une forme de couronne et est coaxial à l’arbre ; la liaison articulée est agencée pour permettre au moins un débattement angulaire autour d’un axe de rotation secondaire coïncidant avec un axe central de la jambe ; au moins une butée axiale est comprise pour s’opposer au déplacement en translation de la deuxième extrémité par rapport à la chape parallèlement à l’arbre ; l’élément élastique déformable est porté par l’arbre et comprend : une douille externe ; une douille interne logée dans la douille interne ; un manchon élastiquement déformable interposé entre les douilles interne et externe. L’invention concerne également un aéronef comprenant une structure sur laquelle est monté au moins un tel atterrisseur. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers et non limitatifs de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : FIG. 1 est une représentation d’un aéronef comprenant un atterrisseur selon l’invention ; FIG. 2 est un schéma général d’un atterrisseur selon l’invention ; FIG. 3 est un schéma de la liaison articulée d’un atterrisseur selon l’invention ; FIG. 4 est une vue en coupe, selon la ligne AA de la FIG. 2 , de la liaison articulée d’un atterrisseur, équipée d’un dispositif d’atténuation de vibrations selon un premier mode de réalisation ; FIG. 5 est une vue en coupe, analogue à la FIG. 4 , de la liaison articulée d’un atterrisseur, équipée d’un dispositif d’atténuation de vibrations selon un deuxième mode de réalisation ; FIG. 6 est une vue en coupe, analogue à la FIG. 4 , de la liaison articulée d’un atterrisseur, équipée d’un dispositif d’atténuation de vibrations selon un troisième mode de réalisation ; FIG. 7 est une vue en coupe, analogue à la FIG. 4 , de la liaison articulée d’un atterrisseur, équipée d’un dispositif d’atténuation de vibrations selon un quatrième mode de réalisation ; FIG. 8 est une vue en coupe du dispositif d’atténuation de vibrations selon un cinquième mode de mode de réalisation ; FIG. 9 est un schéma d’une vue en coupe, analogue à la FIG. 4 , de la liaison articulée d’un atterrisseur, équipée du dispositif d’atténuation de vibrations selon le cinquième mode de mode de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence aux figures 1 à 4, l’invention concerne un atterrisseur 101 comprenant une jambe 1 ayant une première extrémité 1.1 articulée à la structure d’un aéronef 100 et une deuxième extrémité 1.2 pourvue d’une chape en U 3.1 comprenant deux bras 3.11 qui sont parallèles l’un à l’autre et qui possèdent chacun une face intérieure 3.12, ces deux faces 3.12 étant en regard l’une de l’autre. L’atterrisseur 101 comprend également un balancier 2 possédant une première extrémité 2.1 liée à une roue 102 et à l’opposée une deuxième extrémité 2.2. La deuxième extrémité 2.2 est reçue entre les deux bras 3.11 de la chape 3.1. La deuxième extrémité 2.2 possède deux faces latérales extérieures 2.21 en regard des faces intérieures 3.12. Un arbre 3.2 traverse les deux bras 3.11 de la chape 3.1 et la deuxième extrémité 2.2 du balancier 2 pour former un axe principal de rotation du balancier 2 sur la jambe 1. La chape 3.1 et l’arbre 3.2 forment ainsi une liaison articulée 3 de la jambe 1 et du balancier 2. La liaison articulée 3 est agencée pour permettre un débattement selon un degré de liberté supplémentaire différent de la rotation autour de l’axe principal de rotation, entre la jambe 1 et le balancier 2. Un élément d’articulation 4 est alors positionné entre l’arbre 3 et le balancier 2, ici une rotule radiale par exemple, comme le montre la FIG. 1 . La présence de cet élément 4 assouplit la liaison articulée 3 de l’atterrisseur 101, en libérant au moins un degré de liberté supplémentaire entre la jambe 1 et le balancier 2 (ici en rotation autour d’une direction longitudinale de la jambe 1). Afin de rattraper ce débattement et atténuer des vibrations de la liaison articulée 3 selon ce degré de liberté supplémentaire, il est prévu des éléments élastiquement déformables positionnés au niveau de la liaison articulée 3. Ces éléments élastiquement déformables sont des modules de rappel élastique 5 qui comprennent au moins un ressort 5.1, un piston 5.2, une cage 5.3 maintenant en place le ressort 5.1 et le piston 5.2 et possédant une butée interne 5.4 pour stopper le déplacement du piston 5.2 et éviter une compression trop importante du ressort 5.1. Le ressort 5.1 est préchargé et disposé dans la cage 5.3 de sorte à appliquer une contrainte au piston 5.2 selon une direction axiale de l’arbre 3.2. Ces modules de rappel élastique 5 sont en forme de couronne, permettant leur positionnement autour de l’arbre 3.2, l’axe de translation du piston 5.2 dans le module de rappel élastique 5 étant confondu avec l’axe centrale de la couronne. Ces modules de rappel élastique 5 sont au nombre de deux, symétriquement positionnés de part et d’autre du balancier 2, en regard l’un de l’autre, et de manière coaxiale à l’arbre 3.2. Il est prévu des cavités 8 adaptées aux dimensions de ces modules de rappel élastique 5, dans les bras 3.11 de chape 3.1. Ces cavités 8 débouchent sur les faces intérieures 3.12 des bras 3.11 de la chape 3.1 et reçoivent chacune un des modules de rappel élastique 5. Les modules de rappel élastique 5 positionnés dans ces cavités 8 sont alors intégrés aux bras 3.11 de la chape 3.1. Les pistons 5.2 des modules de rappel élastique 5 sont en contact avec les faces extérieures 2.11 du balancier 2, et la précharge des ressorts 5.1 permet aux pistons 5.2 d’appliquer une contrainte axiale au balancier 2, et ainsi d’amortir les mouvements axiaux ou les rotations du balancier 2. En effet, si l’effort de contact du balancier 2 dépasse la précharge des ressorts 5.2, le balancier 2 se déplace le long de l’arbre 3.2 et comprime le ressort 5.1 du côté où il se déplace tandis que l’autre ressort 5.1 se détend. On notera que quelle que soit l’amplitude du mouvement du balancier 2 et le sens de déplacement, aucun des pistons 5.2 ne perd le contact avec le balancier 2 de sorte que les pistons 5.2 appliquent constamment un effort sur le balancier 2. On comprend que les ressorts 5.1 ainsi positionnés au niveau de la liaison articulée 3 rattrapent le débattement angulaire autorisé par l’élément d’articulation 4 autour de l’axe central de la jambe 1, ce qui permet d’atténuer rapidement des vibrations de la liaison articulée 3 qui se produiraient selon ce degré supplémentaire de liberté. Il est prévu des éléments de butée en translation sur l’arbre 3.2, positionnés entre les bras 3.11 de la chape 3.1 et le balancier 2. Ces éléments sont des entretoises 6 étant en butée contre le balancier 2 d’un côté, et contre les bras 3.11 de la chape 3.1 de l’autre. Ces entretoises 6 sont placées sur l’arbre 3.2, participant au blocage en translation du balancier 2 par rapport à la jambe 1. Il est prévu des surfaces de contact 7 disposées sur les faces 2.2 latérales du balancier 2, aptes à supporter les frottements et les efforts des têtes de pistons 5.2 des modules de rappel élastique 5. Ces surfaces 7 ont pour fonction de protéger le balancier 2 de l’usure, ou de l’échauffement par exemple. Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront la même référence numérique que ces derniers dans la description qui suit des quatre autres modes de réalisation en liaison avec les figures 5 à 9. En référence à la FIG. 5 , et selon le deuxième mode de réalisation, les modules de rappel élastique 5 ont une autre forme que la forme de couronne présentée dans le premier mode de réalisation. Ils ont ici une forme cylindrique. Chaque bras 3.11 de la chape 3.1 porte au moins deux modules de rappel élastique 5, positionnés autour dudit arbre 3.2 de manière symétrique et régulièrement répartis autour dudit arbre 3.2. Les dimensions des cavités 8 sont alors adaptées à la géométrie des modules de rappel élastique 5, afin qu’ils soient fixement positionnés dans les bras 3.11 de la chape 3.1. Cette solution propose alors une structure simplifiée pour les modules de rappel élastique 5. En référence à la FIG. 6 , et selon un troisième mode de réalisation, les modules de rappel élastique 5 peuvent être positionnés à l’extérieur des bras 3.11 de la chape 3.1, fixés sur les faces intérieures 3.12 desdits bras 3.11 de la chape 3.1. Cette configuration permet une simplification de la géométrie des bras 3.11 de la chape 3.1 et des modules de rappel élastique 5. En référence à la FIG. 7 , et selon un quatrième mode de réalisation, l’élément de liaison 4 décrit dans le premier mode de réalisation comme une rotule, n’est pas présent dans la liaison articulée 3. L’arbre 3.2 est reçu à pivotement autour de son axe longitudinal dans le balancier 2. Des degrés de liberté supplémentaires sont conservés en laissant un jeu fonctionnel entre l’arbre 3.2 et le balancier 2. Par exemple, la liaison articulée 3 est agencée pour laisser un degré de liberté supplémentaire en translation le long de l’arbre 3.2 entre le balancier 2 et la jambe 1. Le degré supplémentaire de liberté en rotation autour de l’axe central de la jambe 1 est supprimé. Les surfaces de contact 7 sont conservées et il est prévu une ou plusieurs bagues entre l’arbre 3.2 et le balancier 2 pour éviter une usure prématurée de l’une ou l’autre de ces pièces à cause des frottements. Les surfaces de contact 7 appartiennent par exemple à des collerettes s’étendant autour desdites bagues. En référence aux figures 8 et 9, et selon le cinquième mode de réalisation, l’élément élastique 5 permettant l’atténuation du phénomène de shimmy, est porté par l’arbre 3.2 et comprend : une douille externe 10 composée d’un matériau rigide, une douille interne 11 composée aussi d’un matériau rigide et logée dans la douille externe 11, un manchon élastique 12 déformable interposé entre les douilles interne 10 et externe 11. Cette solution agencée de sorte à atténuer les vibrations directement autour de l’arbre 3.2 permet notamment de simplifier le dispositif, de réduire son encombrement dans l’atterrisseur 101, ainsi que de réduire sa masse. Le manchon élastique 12 est suffisamment rigide pour encaisser les efforts dimensionnants, mais également suffisamment souple pour amortir les mouvements de rotation du balancier 2 par rapport à la jambe 1 autour d’un axe secondaire de rotation autre que l’axe principal de rotation. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications. En particulier, les modules de rappel élastique 5 peuvent comprendre tout organe élastique et notamment des ressorts hélicoïdaux, des rondelles de type Belleville, des tampons élastiques, des ressorts en volutes, à lames, ou encore à gaz. Le balancier 2 peut être fixé à la jambe 1 par une de ses extrémités ou par une partie intermédiaire entre ses deux extrémités. Le balancier 2 peut porter une ou plusieurs roues ou paires de roues. Atterrisseur (101) d’aéronef, comprenant : - une jambe (1) ayant une première extrémité (1.1) agencée pour être articulée avec une structure d’un aéronef (100) et une deuxième extrémité (1.2) ; - un balancier (2) portant des roues (102) ; - une liaison articulée (3) du balancier (2) à la jambe (1), comprenant une chape (3.1) en U, solidaire de l’un de la jambe (1) et du balancier (2), ayant deux bras (3.11) s’étendant de part et d’autre de l’autre de la jambe (1) et du balancier (2), et un arbre (3.2) porté par les bras (3.11) pour définir un axe principal de rotation du balancier (2) sur la jambe (1) ; caractérisé en ce que la liaison articulée (3) est agencée pour ménager un débattement selon au moins un degré supplémentaire de liberté et en ce qu’un élément élastiquement déformable est positionné au niveau de cette liaison articulée (3) pour rattraper ce débattement et atténuer des vibrations de la liaison articulée (3) selon ce degré supplémentaire de liberté. Atterrisseur selon la revendication 1,dans lequel l’élément élastiquement déformable comprend au moins deux modules de rappel élastique (5) comportant chacun au moins un ressort (5.1) préchargé, un piston (5.2), une cage (5.3) maintenant en place le ressort (5.1)et le piston (5.2), les modules de rappel élastique (5) étant positionnés symétriquement chacun entre l’un des deux bras (3.11) de la chape (3.1) et la surface extérieure (3.12) de la deuxième extrémité (2.2) en regard, les pistons (5.2) étant en contact avec les surfaces extérieures (3.12). Atterrisseur selon la revendication 2, dans lequel les modules de rappel élastique (5) sont logés au moins partiellement chacun dans un des bras (3.11) de la chape (3.1). Atterrisseur selon l’une des revendications 2 et 3, dans lequel chacun des modules de rappel élastique (5) a une forme de couronne et est coaxial à l’arbre (3.2). Atterrisseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la liaison articulée (3) est agencée pour permettre au moins un débattement angulaire autour d’un axe de rotation secondaire coïncidant avec un axe central de la jambe (1). Atterrisseur selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins une butée axiale (6) pour s’opposer au déplacement en translation de la deuxième extrémité (2.2) par rapport à la chape parallèlement à l’arbre (3). Atterrisseur selon la revendication 1, dans lequel l’élément élastique déformable est porté par l’arbre (3.2) et comprend : - une douille externe (10) ; - une douille interne (11) logée dans la douille interne (10) ; - un manchon (12) élastiquement déformable interposé entre les douilles interne (10) et externe (11). Aéronef comprenant une structure sur laquelle est monté au moins un atterrisseur (101) selon l’une des revendications précédentes.