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Procédé et aéronef à voilure tournante optimisé afin de minimiser
les conséquences d'un atterrissage glissé d'urgence hors norme.
La présente invention concerne un procédé et un aéronef à
voilure tournante optimisé afin de minimiser les conséquences
pour les occupants dudit aéronef lors d'un atterrissage glissé
d'urgence hors norme.
En effet, un tel aéronef comporte une voilure tournante munie
d'au moins un rotor assurant au moins partiellement la sustentation
de l'aéronef, voire même la propulsion de cet aéronef dans le cas
d'un hélicoptère.
L'aéronef peut alors effectuer un atterrissage vertical réalisé
avec une vitesse d'avancement nulle, ou un atterrissage dénommé
atterrissage glissé réalisé avec une vitesse d'avancement
positive.
Un rotor de voilure tournante comprend alors une pluralité de
pales. L'homme du métier dénomme par l'expression pale
avançante chaque pale qui avance par rapport au mouvement de
translation de l'aéronef, et dénomme par l'expression pale
reculante chaque pale qui recule par rapport au mouvement de
translation de l'aéronef. Ainsi, en fonction de son azimut, sur un
demi-tour une pale est en position de pale avançante, puis sur le
demi-tour suivant ladite pale est en position de pale reculante.
Par commodité et dans la suite du texte, on considère que la
gauche d'un aéronef se trouve à la gauche d'un individu assis au
niveau d'un plan longitudinal de symétrie antéropostérieur de
l'aéronef en tournant le dos à l'arrière de l'aéronef, de manière à
regarder vers l'avant de cet aéronef. De fait, on considère que la
droite de l'aéronef à se trouve à la droite dudit individu.
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Dès lors, lorsque l'aéronef à voilure tournante avance et
lorsque les pales du rotor tournent dans le sens dextrorsum vue de
dessus, les pales se trouvant à gauche dudit individu sont des
pales en position avançante alors que les pales se trouvant à
droite de cet individu sont des pales en position reculante. Chaque
pale passe alternativement d'un statut de pale en position
avançante à un statut de pale en position reculante. Bien entendu,
cet effet est inversé si le rotor tourne dans le sens senestrorsum.
Classiquement, un rotor de voilure tournante est entraîné en
rotation par une boîte de transmission de puissance principale
dénommée parfois par l'acronyme BTP , cette boîte de
transmission de puissance étant elle-même entraînée par une
installation motrice.
La boîte de transmission de puissance est alors fixée à la
structure de l'aéronef par des moyens de fixation, tels que des
barres de fixation obliques.
Dans ces conditions, parmi les événements redoutés durant
un accident d'un aéronef à voilure tournante se produisant dans
des conditions non réglementaires, on connaît la possibilité de
contact d'au moins une pale de la voilure tournante avec le sol.
En effet, les pales de la voilure tournante sont susceptibles
d'entrer en contact avec le sol dans des conditions accidentelles. Il
en résulte parfois une rupture des organes ou des matériaux
assurant la raideur en battement et en traînée de ces pales.
Par suite, une pale entrant en contact avec le sol risque
d'être ensuite animée par des mouvements amples pouvant
conduire à une interférence avec la cabine de l'aéronef ou un autre
élément structurel de l'aéronef tel que sa poutre de queue.
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Plus précisément, on comprend que les pales en position
avançante risquent d'impacter le cockpit alors que les pales en
position reculante risquent d'entrer en collision avec la poutre de
queue, par exemple.
Si une collision entre une pale et la poutre de queue
engendre des dégâts à priori uniquement structuraux, on comprend
qu'un tel contact entre une pale et la cabine de l'aéronef est
cependant susceptible de blesser les occupants de ce cockpit.
Ainsi, dans des conditions d'atterrissage d'urgence allant au-
delà des conditions prévues par les règlements de certification, un
incident peut conduire à une collision entre une pale et la cabine
de l'aéronef.
Les pilotes tentent alors naturellement de provoquer un
mouvement de roulis de l'aéronef vers le côté des pales en
position reculante pour éviter une telle collision.
Lors d'un crash réalisé à grande vitesse par exemple avec
une vitesse verticale supérieure à six mètres par seconde, la
collision des pales avec la cabine d'un aéronef peut être
provoquée par la projection vers l'avant de masses lourdes et
notamment de la boîte de transmission de puissance entraînant la
voilure tournante.
Par contre, lors d'un crash réalisé à une moins grande
vitesse, par exemple avec une vitesse verticale comprise entre
trois et six mètres par seconde, la collision des pales avec la
cabine d'un aéronef peut être provoquée par une rupture d'un train
d'atterrissage.
Plus précisément, un train d'atterrissage d'aéronef comprend
usuellement au moins deux moyens de contact avec le sol reliés au
fuselage de l'aéronef par des dispositifs de fixation.
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Selon une première réalisation, le train d'atterrissage
comprend au moins deux moyens de contact munis chacun d'au
moins une roue. Les roues d'un moyen de contact sont reliées au
fuselage par un élément de fixation dénommé parfois jambe de
train .
Une jambe de train peut comprendre un bras coopérant
éventuellement avec un amortisseur voire un vérin de rétraction
par exemple.
Selon une deuxième réalisation, le train d'atterrissage
comprend au moins deux moyens de contact munis chacun d'un
patin.
Chaque patin est lié au fuselage par deux dispositifs de
fixation comprenant par exemple chacun une zone de fixation du
patin, une branche d'une traverse et un manchon reliant ladite
branche à ladite zone de fixation. De plus, la branche est liée par
un organe de fixation au fuselage.
Par exemple, un train d'atterrissage à deux patins comporte
une traverse avant et une traverse arrière, chaque traverse
comportant deux branches pour être reliées aux deux patins.
Dès lors, le train d'atterrissage peut comprendre quatre
organes de fixation au fuselage, à savoir un organe de fixation par
branche.
Selon une alternative, le train d'atterrissage comprend trois
organes de fixation, deux organes de fixation étant fixés sur les
deux branches d'une traverse et un organe de fixation étant
sensiblement fixé à la jonction entre les deux branches de l'autre
traverse.
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Dès lors, indépendamment de la nature du train
d'atterrissage, chaque dispositif de fixation est dimensionné pour
présenter une résistance selon son mode de défaillance lui
permettant de résister aux conditions d'atterrissage d'urgence
5 prévues par les règlements de certification, éventuellement
majorées par une marge de sécurité ou un coefficient de sécurité.
Cette résistance est dénommée résistance réglementaire par
commodité.
On note que par commodité, on nomme dans la suite du texte
par conditions d'atterrissage d'urgence règlementaires les
conditions d'atterrissage d'urgence en tant que telles définies par
les règlements de certification ainsi que les conditions
d'atterrissage d'urgence réglementaires en tant que telles
majorées le cas échéant par le constructeur par raison de sécurité.
Dès lors, les conditions d'atterrissage d'urgence définies par les
règlements de certification majorées ou non majorées par le
constructeur sont dénommées par commodité conditions
d'atterrissage d'urgence règlementaires .
De plus, les conditions d'atterrissages d'urgence non
couvertes par lesdits règlements de certification sont par
opposition dénommées conditions d'atterrissage d'urgence hors
norme .
Un train d'atterrissage est alors dimensionné pour résister à
des conditions d'atterrissage d'urgence
règlementaires.
Cependant, un aéronef peut être confronté à des conditions
d'atterrissage d'urgence hors norme. Dans de telles conditions
d'atterrissage d'urgence hors norme, un dispositif de fixation du
train d'atterrissage peut accidentellement se rompre et engendrer à
terme un contact entre une pale de la voilure tournante et le sol.
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De plus, on comprend que l'aéronef peut être amené à
atterrir sur une surface inhospitalière munie d'obstacles de nature
à générer des conditions d'atterrissage d'urgence hors norme, tels
que des obstacles de type rocher impactant un train d'atterrissage
durant un atterrissage glissé par exemple.
L'arrière plan technologique inclut notamment les documents
FR2537542, JP2009073209, FR2895368, FR1549884 et le certificat
d'addition FR2010302, ainsi que le document FR2554210.
Le document FR2537542 présente un train d'atterrissage à
patins équipés de composants munis d'un dispositif d'absorption
d'énergie par déformation plastique et/ou de limitation d'effort.
Le document JP2009073209 présente un train d'atterrissage
à patins munis d'un dispositif d'absorption d'énergie comprenant
des organes élastiques.
Le document FR2895368 présente un giravion muni d'un train
d'atterrissage. Ce train d'atterrissage est relié par des moyens de
liaison au fuselage, ces moyens de liaison ayant une rigidité
angulaire qui varie avec l'enfoncement du train d'atterrissage
résultant d'un contact avec le sol.
Le document FR1549884 et le certificat d'addition FR2010302
présentent des dispositifs d'absorption d'énergie par déformation
plastique et de limitation d'effort, comprenant des éléments de
roulement tels que des billes ou des galets disposés entre deux
organes télescopiques. Ainsi, lors d'un choc provoquant un
déplacement télescopique des deux organes, les éléments de
roulement provoquent une déformation plastique progressive de
l'un au moins des deux organes télescopiques.
Le document FR2554210 propose un dispositif d'absorption
d'énergie par déformation élastique des trains d'atterrissage.
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On connaît aussi le document EP 0 072 323.
La présente invention a alors pour objet de proposer un
procédé visant à réduire les risques d'impact d'une pale avançante
avec une cabine d'un aéronef suite à une rupture d'un train
d'atterrissage en conditions d'atterrissage d'urgence hors norme.
L'invention vise alors un procédé pour minimiser les
conséquences d'un atterrissage d'urgence hors norme pour les
occupants d'un aéronef à voilure tournante comprenant un fuselage
s'étendant d'une extrémité avant vers une extrémité arrière le long
d'un plan longitudinal de symétrie antéropostérieur en élévation
séparant un premier côté d'un deuxième côté dudit aéronef, ladite
voilure tournante comportant au moins un rotor entraîné en rotation
par une boîte de transmission de puissance autour d'un axe de
rotation, ledit rotor étant muni d'une pluralité de pales, chaque pale
étant dans une position avançante lorsqu'elle se trouve dudit
premier côté par rapport audit plan longitudinal en se déplaçant de
l'extrémité arrière vers l'extrémité avant et chaque pale étant dans
une position reculante lorsqu'elle se trouve dudit deuxième côté
par rapport audit plan longitudinal en se déplaçant de l'extrémité
avant vers l'extrémité arrière, ledit aéronef comportant un train
d'atterrissage muni d'au moins un premier moyen de contact relié
par un premier dispositif de fixation au fuselage et d'au moins un
deuxième moyen de contact relié par un deuxième dispositif de
fixation au fuselage, le premier moyen de contact et le premier
dispositif de fixation étant disposés dudit premier côté, le deuxième
moyen de contact et le deuxième dispositif de fixation étant
disposés dudit deuxième côté.
Selon un premier mode de réalisation, le train d'atterrissage
comprend un train d'atterrissage à patins. Deux moyen de contacts
de type patins peuvent être utilisés, les patins étant
éventuellement reliés par une traverse avant et un traverse arrière.
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Le premier dispositif de fixation peut alors comprendre des
premiers éléments de fixations incluant : une première branche de
chaque traverse, une première zone de fixation du patin par
première branche, un premier manchon interposé entre chaque
première branche et chaque première zone de fixation, et un
organe de fixation de chaque première branche au fuselage de
l'aéronef.
De même, le deuxième dispositif de fixation peut alors
comprendre des deuxièmes éléments de fixations incluant : une
deuxième branche de chaque traverse, une deuxième zone de
fixation du deuxième patin par deuxième branche, un deuxième
manchon interposé entre chaque deuxième branche et chaque
deuxième zone de fixation, et un organe de fixation de chaque
deuxième branche au fuselage de l'aéronef.
Il est à noter qu'un organe de fixation peut être commun à la
première branche et à la deuxième branche d'une traverse.
Selon un deuxième mode de réalisation, le train
d'atterrissage peut comporter au moins trois atterrisseurs à roue.
Au moins un atterrisseur à roue est disposé du premier côté de
l'aéronef, et au moins un atterrisseur à roue est disposé du
deuxième côté de l'aéronef.
Dès lors, le premier moyen de contact et le deuxième moyen
de contact comprennent respectivement au moins une première
roue et au moins une deuxième roue. Le premier et le deuxième
dispositifs de fixation comprennent alors respectivement un
premier élément de fixation muni notamment d'un premier moyen
de rétraction et un deuxième élément de fixation muni notamment
d'un deuxième moyen de rétraction.
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Selon le procédé de l'invention, on identifie un premier et un
deuxième éléments de fixation critiques respectivement des
premier et deuxième dispositifs de fixation susceptibles de rompre
lors d'un atterrissage glissé d'urgence hors norme, un tel
atterrissage glissé d'urgence hors norme se produisant dans des
conditions allant au-delà des conditions d'atterrissage d'urgence
réglementaires.
Parmi les éléments de fixation de chaque dispositif de
fixation, on détermine donc un élément de fixation critique par
essais, calculs ou simulation éventuellement. On comprend que
l'élément de fixation critique représente l'élément de fixation d'un
dispositif de fixation risquant de se rompre en premier durant un
atterrissage glissé d'urgence hors norme.
On dimensionne alors les premier et deuxième éléments de
fixation critiques des moyens de contact différemment pour
privilégier une rupture d'un des éléments de fixation critiques après
l'autre élément de fixation critique entraînant un basculement du
fuselage vers le deuxième côté lors d'un atterrissage glissé
d'urgence hors norme.
On rappelle que les conditions d'atterrissage d'urgence
réglementaires sont égales le cas échéant soit aux conditions
d'atterrissage d'urgence en tant que telles imposées par lesdits
règlements soit aux conditions d'atterrissage d'urgence en tant que
telles imposées par lesdits règlements, majorées par le
constructeur.
Par suite la résistance des dispositifs de fixation et
notamment des éléments de fixation critiques identifiés n'est pas
symétrique par rapport au plan longitudinal. On comprend que
cette caractéristique maximise la probabilité de faire basculer le
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fuselage du deuxième côté de l'aéronef, du côté des pales en
position reculante.
Le train d'atterrissage et notamment les éléments de fixation
des moyens de contact sont dimensionnés pour répondre aux
5 règlements de certification. Toutefois, on surdimensionne un
élément de fixation critique par rapport à l'autre élément de fixation
critique. Un tel surdimensionnement peut de plus présenter
l'avantage d'avoir un impact limité en terme de masse sur
l'aéronef, de permettre l'interchangeabilité d'un train d'atterrissage
10 surdimensionné avec un train d'atterrissage usuel, de ne pas
affecter les qualités d'absorption du train d'atterrissage et le
comportement de ce train d'atterrissage au regard du phénomène
de résonance sol.
Il parait alors possible de modifier un train d'atterrissage
existant selon ce procédé en limitant les impacts de la
modification.
Ainsi, si l'aéronef réalise un atterrissage glissé dans des
conditions allant au-delà des conditions d'atterrissage d'urgence
réglementaires, le constructeur ne peut pas garantir que le train
d'atterrissage ne sera pas endommagé suite à l'atterrissage. Par
contre, l'invention vise à minimiser les conséquences de cet
atterrissage hors norme en favorisant la rupture d'un élément de
fixation clairement identifié.
Si un élément de fixation doit rompre, l'invention tend à
induire la rupture d'un élément de fixation prédéterminé afin que le
fuselage de l'aéronef bascule vers le deuxième côté. Par suite, les
risques d'impact d'une pale avançante avec la cabine de l'aéronef
est minimisé.
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L'invention est donc particulièrement utile lors d'un
atterrissage glissé susceptible d'engendrer un impact entre un train
d'atterrissage et un obstacle.
Ce procédé peut en outre comporter une ou plusieurs des
caractéristiques qui suivent.
Par exemple, la résistance selon son mode de défaillance du
premier élément de fixation critique est supérieure à la résistance
selon son mode de défaillance du deuxième élément de fixation
critique.
Selon un autre aspect, la résistance selon son mode de
défaillance d'un élément de fixation critique devant rompre en
premier peut être déterminée pour résister aux efforts subis lors
des conditions d'atterrissage glissé d'urgence réglementaires, la
résistance selon son mode de défaillance de l'autre élément de
fixation critique devant rompre en second étant supérieure à la
résistance selon son mode de défaillance de l'élément de fixation
critique devant rompre en premier.
Par suite, on identifie parmi les éléments de fixation les
premier et deuxième éléments de fixation critiques ainsi que leurs
modes de défaillance.
On dimensionne alors de façon classique l'élément de
fixation critique devant rompre en premier, et au contraire on
augmente la résistance des éléments de fixation critiques devant
rompre en second lieu par rapport à une résistance théorique
suffisante pour résister aux efforts subis lors des conditions
d'atterrissage d'urgence réglementaires.
Il est possible de jouer notamment sur l'épaisseur des
éléments de fixation concernés, leur matière ou encore sur les
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traitements appliqués à ces éléments de liaison pour ajuster leur
résistance.
Dès lors, on ne dégrade pas la résistance du train
d'atterrissage par rapport à un train d'atterrissage classique dans
les conditions d'atterrissage d'urgence réglementaires.
Il convient cependant de vérifier que l'impact du train
d'atterrissage ainsi dimensionné sur le phénomène de résonance
de sol n'est pas significatif.
En fonction de l'agencement des éléments de fixation
critiques, on surdimensionne l'un et/ou l'autre des éléments de
fixation critiques en traction et en compression, en flexion voire en
cisaillement par exemple afin d'obtenir le résultat escompté.
L'impact de la modification sur le fonctionnement normal du
train d'atterrissage est alors minimisé. La modification d'un train
d'atterrissage n'implique donc pas de refaire l'intégralité des
essais de certification.
Par exemple, chaque dispositif de fixation comprenant des
éléments de fixation absorbant sollicités pour absorber l'énergie
résultant d'un atterrissage vertical et des éléments de fixation non
absorbant, chaque élément de fixation critique est un élément de
fixation non absorbant.
L'impact de la modification sur le fonctionnement d'un train
d'atterrissage durant un atterrissage purement vertical est alors
minimal.
Dès lors, selon une première variante du premier mode de
réalisation, les premier et deuxième moyens de contact comprenant
respectivement un premier et un deuxième patins, le premier et le
deuxième éléments de fixation critiques
comprenant
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respectivement au moins une première zone de fixation du premier
patin et au moins une deuxième zone de fixation du deuxième patin
à une traverse, la résistance selon son mode de défaillance de
chaque première zone de fixation est déterminée pour être
supérieure à la résistance selon son mode de défaillance d'au
moins une deuxième zone de fixation devant rompre en premier.
Par exemple, le premier patin et le deuxième patin sont reliés
par une traverse avant et une traverse arrière. Le premier patin
comporte alors une première zone de fixation avant à la traverse
avant et une première zone de fixation arrière à la traverse arrière.
De même, le deuxième patin comporte une deuxième zone de
fixation avant à la traverse avant et une deuxième zone de fixation
arrière à la traverse arrière.
On dimensionne alors les premières zones de fixation avant
et arrière afin que leur résistance soit supérieure à la résistance
d'au moins une deuxième zone de fixation pour favoriser un
basculement du fuselage vers le deuxième côté le cas échéant.
Il est par exemple possible de renforcer les premières zones
de fixation en augmentant l'épaisseur de leur matériau, par un
doublage interne éventuellement. Toute autre méthode connue est
évidemment utilisable, notamment des traitements thermiques.
Selon une deuxième variante, les premier et deuxième
moyens de contact comprenant respectivement un premier et un
deuxième patins, le premier et le deuxième dispositifs de fixation
comprenant respectivement au moins une première zone de
fixation du premier patin et au moins une deuxième zone de
fixation du deuxième patin à une traverse, le premier et le
deuxième éléments de fixation critiques
comprenant
respectivement au moins un premier manchon pour relier une
première zone de fixation à une traverse ,au moins un deuxième
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manchon pour relier une deuxième zone de fixation à une traverse,
la résistance selon son mode de défaillance de chaque première
manchon est déterminée pour être supérieure à la résistance selon
son mode de défaillance d'au moins un deuxième manchon.
Il est par exemple possible d'augmenter l'épaisseur des
premiers manchons par rapport à l'épaisseur d'un moins un
deuxième manchon pour augmenter la résistance en flexion des
premiers manchons par rapport à la résistance en flexion d'au
moins un deuxième manchon.
La première variante et la deuxième variante présentent
notamment l'avantage d'avoir un impact limité sur le phénomène de
résonance sol.
On note notamment que les éléments de fixation critiques des
dispositifs de fixation sont particulièrement sollicités durant un
atterrissage glissé.
Plus particulièrement les liaisons entre les traverses et les
patins sont sollicitées par des efforts résultant du frottement des
patins sur le sol. Dans l'équilibre global du train, on peut par
exemple observer un moment de flexion appliqué sur lesdites
liaisons, ce moment de flexion pouvant parfois être faible voire nul
durant un atterrissage se déroulant dans des conditions
d'atterrissages réglementaires. Le mode de défaillance considéré
peut alors être un mode de défaillance en flexion.
En surdimensionnant les premières liaisons placées du
premier côté de l'aéronef par rapport à au moins une deuxième
liaison placée du deuxième côté, on maximise la possibilité de
casser en premier lieu une liaison présente du deuxième côté pour
favoriser un basculement de l'aéronef vers ce deuxième côté en
cas de crash.
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On rappelle que dans des situations normales, le train
d'atterrissage est dimensionné pour résister aux divers efforts
rencontrés. Par contre, si l'aéronef est confronté à un crash se
produisant de fait dans des situations anormales, l'invention tend
5 alors à minimiser les risques encourus par ses occupants.
La rupture d'une liaison privilégiée peut intervenir dans une
zone de fixation d'un patin selon la première variante, dans un
manchon selon la deuxième variante.
On comprend qu'il est éventuellement possible de cumuler
10 lesdites variantes. Suivant le mode de défaillance des éléments de
fixation critiques, il est possible d'appliquer une variante
préférentielle.
Par exemple, si le train d'atterrissage tend à rompre suivant
un mode de défaillance en flexion, la deuxième variante paraît
15 intéressante.
Selon un deuxième mode de réalisation, le train
d'atterrissage peut comporter au moins trois atterrisseurs à roue.
Au moins un atterrisseur à roue est disposé du premier côté de
raéronef, et au moins un atterrisseur à roue est disposé du
deuxième côté de l'aéronef.
Dès lors, le premier moyen de contact et deuxième moyen de
contact comprenant respectivement au moins une première roue et
au moins une deuxième roue, le premier et le deuxième éléments
de fixation critiques comprenant respectivement un premier moyen
de rétraction et un deuxième moyen de rétraction, la résistance
selon son mode de défaillance du premier moyen de rétraction est
déterminée pour être supérieure à la résistance selon son mode de
défaillance du deuxième moyen de rétraction.
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Outre un procédé, l'invention vise un aéronef à voilure
tournante mettant en oeuvre ce procédé.
Un tel aéronef à voilure tournante est muni d'un fuselage
s'étendant d'une extrémité avant vers une extrémité arrière le long
d'un plan longitudinal de symétrie antéropostérieur en élévation
séparant un premier côté d'un deuxième côté dudit aéronef, ladite
voilure tournante comportant au moins un rotor entraîné en rotation
par une boîte de transmission de puissance autour d'un axe de
rotation, ledit rotor étant muni d'une pluralité de pales, chaque pale
étant dans une position avançante lorsqu'elle se trouve dudit
premier côté par rapport audit plan longitudinal en se déplaçant de
l'extrémité arrière vers l'extrémité avant et chaque pale étant dans
une position reculante lorsqu'elle se trouve dudit deuxième côté
par rapport audit plan longitudinal en se déplaçant de l'extrémité
avant vers l'extrémité arrière, ledit aéronef comportant un train
d'atterrissage muni d'au moins un premier moyen de contact relié
par un premier dispositif de fixation au fuselage et d'au moins un
deuxième moyen de contact relié par un deuxième dispositif de
fixation au fuselage, le premier moyen de contact et le premier
dispositif de fixation étant disposés dudit premier côté, le deuxième
moyen de contact et le deuxième dispositif de fixation étant
disposés dudit deuxième côté.
Dès lors, les premier et deuxième dispositifs de fixation ayant
respectivement un premier et un deuxième éléments de fixation
critiques susceptibles de rompre lors d'un atterrissage glissé
d'urgence hors norme se produisant dans des conditions allant au-
delà des conditions d'atterrissage d'urgence réglementaires, la
résistance d'un élément de fixation critique selon son mode de
défaillance diffère de la résistance de l'autre élément de fixation
critique selon son mode de défaillance pour favoriser un
basculement du fuselage vers le deuxième côté lors d'un
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atterrissage hors norme se produisant dans des conditions allant
au-delà des conditions d'atterrissage d'urgence réglementaires
définies par les règlements de certification.
Selon une première variante d'un premier mode de réalisation
les premier et deuxième moyens de contact comprenant
respectivement un premier et un deuxième patins, le premier et le
deuxième éléments de fixation critiques comprennent
respectivement au moins une première zone de fixation dudit
premier patin et au moins une deuxième zone de fixation dudit
deuxième patin à une traverse.
Selon une deuxième variante d'un premier mode de
réalisation, les premier et deuxième moyens de contact comprenant
respectivement un premier et un deuxième patins, le premier et le
deuxième éléments de fixation critiques comprennent
respectivement au moins un premier manchon pour relier une
première zone de fixation à une traverse et au moins un deuxième
manchon pour relier une deuxième zone de fixation à une traverse.
Selon un deuxième mode de réalisation, le premier et
deuxième moyens de contact comprenant respectivement au moins
une première et au moins une deuxième roues, le premier et le
deuxième éléments de fixation critiques comprennent
respectivement un premier moyen de rétraction et un deuxième
moyen de rétraction.
L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de
détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples
de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures
annexées qui représentent :
- la figure 1, une vue de dessus d'un aéronef muni d'un
train d'atterrissage à patins,
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- la figure 2, une vue d'un train d'atterrissage à patins,
- la figure 3, une vue d'un organe de fixation,
- la figure 4, une vue d'un aéronef muni d'un train
d'atterrissage à roue, et
- la figure 5, une vue d'un atterrisseur principal d'un train
d'atterrissage à roue.
Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont
affectés d'une seule et même référence.
On note que trois directions X, Y et Z orthogonales les unes
par rapport aux autres sont représentées sur les figures 1, 2 et 4.
La direction X est dite longitudinale. Le terme longueur
est relatif à une dimension longitudinale de l'aéronef présenté
selon cette direction longitudinale X.
Une autre direction Y est dite transversale. Le terme
largeur est relatif à une dimension transverse de l'aéronef
selon cette direction transversale.
Enfin, une troisième direction Z est dite d'élévation et
correspond aux dimensions en hauteur des structures décrites. Le
terme hauteur est alors relatif à une dimension en élévation de
l'aéronef selon cette direction d'élévation.
La figure 1 présente un aéronef 1 selon l'invention
comprenant un fuselage 7 s'étendant d'une extrémité avant 2 vers
une extrémité arrière 3 selon la direction longitudinale X le long
d'un plan longitudinal 4 de symétrie antéropostérieur en élévation
dénommé par commodité dans le texte plan longitudinal ,
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L'aéronef 1 s'étend plus précisément d'un nez 2' vers une
poutre de queue, le plan longitudinal 4 séparant un premier côté 5
de l'aéronef 1 d'un deuxième côté 6 de cet aéronef.
Par ailleurs, l'aéronef 1 comprend une voilure tournante 10
munie d'au moins un rotor 11 pourvu d'une pluralité de pales 12,
l'aéronef 1 étant par exemple un hélicoptère. Ce rotor 11 est
entraîné en rotation par une installation motrice par le biais d'une
boîte de transmission de puissance 200 principale agencée dans le
fuselage de l'aéronef 1.
Sous l'impulsion de l'installation motrice et par le biais de la
boîte de transmission de puissance, chaque pale 12 effectue alors
une rotation autour de l'axe de rotation AX du rotor en passant
alternativement d'une portion sensiblement semi-circulaire durant
laquelle la pale est une pale en position avançante 13 vers une
portion sensiblement semi-circulaire durant laquelle la pale est une
pale en position reculante 14. Plus précisément, lorsqu'une pale se
trouve du premier côté 5 de l'aéronef 1 cette pale est une pale en
position avançante 13, une pale se trouvant du deuxième côté 6 de
l'aéronef 1 étant une pale en position reculante 14.
Par exemple, quand le rotor 11 tourne dans le sens
dextrorsum vu de dessus selon la flèche F comme l'illustre la figure
1, le premier coté se trouve à gauche du plan longitudinal 4 vu de
dessus alors que le deuxième côté est situé à droite du plan
longitudinal 4 vu de dessus. A l'inverse, si le rotor 11 tourne dans
le sens senestrorsum vu de dessus, le premier coté se trouve à
droite du plan longitudinal 4 vu de dessus alors que le deuxième
côté est situé à gauche du plan longitudinal 4 vu de dessus.
Par ailleurs, l'aéronef comporte un train d'atterrissage 20
muni au moins d'un premier moyen de contact 21 situé du premier
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côté 5 de l'aéronef, ainsi que d'un deuxième moyen de contact 22
situé du deuxième côté 6 de l'aéronef.
Selon le premier mode de réalisation de la figure 1, le train
d'atterrissage 20 est un train d'atterrissage à patins, chaque
5 moyen de contact étant par suite un patin s'étendant
longitudinalement.
Indépendamment du mode de réalisation, chaque moyen de
contact 21, 22 est relié au fuselage par un dispositif de fixation.
Dès lors, le premier moyen de contact 21 est relié au
10 fuselage 7 par un premier dispositif de fixation 30, le deuxième
moyen de contact 22 étant relié au fuselage 7 par un deuxième
dispositif de fixation 50.
Conformément au procédé selon l'invention, pour minimiser
les risques d'impact d'une pale en position avançante avec une
15 surface de contact lors d'un atterrissage hors norme induisant des
accélérations positives indifféremment soit vers l'avant selon un
sens allant de l'extrémité arrière vers l'extrémité avant de l'aéronef
soit vers le bas selon un sens allant de la voilure tournante vers le
sol soit vers l'avant et vers le bas notamment, on identifie par
20 essais, calculs ou simulations un premier élément de fixation 30' et
un deuxième élément de fixation 50' respectivement des premier et
deuxième dispositifs de fixation susceptibles de rompre lors d'un
atterrissage glissé d'urgence hors norme. Ce premier élément de
fixation et ce deuxième élément de fixation sont alors qualifiés de
critique pour être distingués d'autres éléments de fixation.
On dimensionne alors différemment les premier et deuxième
éléments de fixation critiques 30', 50' respectivement des premier
et deuxième dispositifs de fixation 30, 50. Ainsi, des premier et
deuxième éléments de fixation critiques 30', 50' disposés
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éventuellement de manière symétrique de part et d'autre du plan
longitudinal 4 présentent des résistances distinctes.
Plus précisément, on dimensionne les premier et deuxième
éléments de fixation critiques 30', 50' différemment pour générer
une rupture d'un des éléments de fixation critique après l'autre
élément de fixation critique entraînant un basculement du fuselage
vers le deuxième côté lors d'un atterrissage hors norme se
produisant dans des conditions allant au-delà des conditions
d'atterrissage d'urgence réglementaires imposées par les
règlements de certification. On rappelle que les conditions
d'atterrissage d'urgence réglementaires incluent les conditions
d'atterrissage d'urgence imposées en tant que telles par les
règlements de certification mais aussi les conditions d'atterrissage
d'urgence imposées en tant que telles par les règlements de
certification majorées par le constructeur par raison de sécurité.
Par suite, si l'aéronef doit basculer d'un côté, on tend à
favoriser un basculement du fuselage 7 vers le deuxième côté 6 au
moment d'un impact pour éviter une interférence entre une pale en
position avançante avec une surface de contact, potentiellement
dangereuse.
Pour garantir un bon fonctionnement dans des conditions
normales, à savoir lors des conditions d'atterrissage d'urgence
réglementaires, on peut dans un premier temps dimensionner
l'ensemble des éléments de fixation pour résister aux efforts
induits par les conditions d'atterrissage d'urgence réglementaires.
Dans un deuxième temps, on augmente la résistance selon le mode
de défaillance de l'élément de fixation critique devant rompre en
second lieu lors d'un atterrissage hors norme. Par suite, on
surdimensionne l'élément de fixation critique devant rompre en
second lieu.
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Plus précisément, on détermine la résistance selon le mode
de défaillance du premier élément de fixation critique 30' pour
qu'elle soit supérieure à la résistance selon le mode de défaillance
du deuxième élément de fixation 50' critique. On dimensionne alors
les éléments de fixation pour obtenir les résistances déterminées.
La figure 2 présente un premier mode de réalisation de
l'invention.
Le train d'atterrissage est un train d'atterrissage à patins.
Le train d'atterrissage comporte alors un premier patin 81 et
un deuxième patin 82 représentant respectivement un premier
moyen de contact 21 et un deuxième moyen de contact 22 de
l'aéronef.
Les patins sont reliés par une traverse avant 23 et une
traverse arrière 24. Chaque traverse comprend alors une branche
descendante 31, 32, 51, 52 par patin, chaque branche de fixation
étant reliée à une zone de fixation 35, 36, 55, 56 d'un patin par un
manchon 33, 34, 53, 54.
De plus, le train d'atterrissage comprend au moins trois
organes de fixation 40 au fuselage 7, deux organes de fixation 41,
42 agencés sur les deux branches d'une traverse de part et d'autre
du plan longitudinal 4, et un organe de fixation central 43 agencé
sur l'autre traverse sur le plan longitudinal 4, à cheval sur les deux
branches de cette autre traverse.
Selon une autre variante, chaque traverse peut coopérer avec
deux organes de fixation.
La figure 3 explicite un organe de fixation 40. l'organe de
fixation peut inclure une garniture 44 entourant un tube d'une
traverse. Cette garniture coopère avec un demi-collier 46 et une
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structure 47 du fuselage 7 apte à être solidarisée au demi-collier
46. De plus, l'organe de fixation 40 comporte au moins un moyen
d'arrêt 45.
En référence à la figure 2, le train d'atterrissage peut inclure
des moyens d'amortissement 70.
Selon une première variante du premier mode de réalisation,
les premier et deuxième éléments de fixation critiques 30', 50'
comprennent respectivement au moins les premières zones de
fixation 35, 36 du premier patin et au moins une deuxième zone de
fixation 55, 56 du deuxième patin à une traverse.
Ainsi, la résistance selon le mode de défaillance de chaque
première zone de fixation 35, 36 est déterminée pour être
supérieure à la résistance selon le mode de défaillance d'au moins
une deuxième zone de fixation 55, 56 devant rompre en premier.
Selon une deuxième variante du premier mode de réalisation,
les premier et deuxième éléments de fixation critiques 30', 50'
comprennent respectivement les premiers manchons 33, 34 situés
du premier côté et au moins un deuxième manchon 53, 54 situé du
deuxième côté.
La résistance selon le mode de défaillance de chaque
premier manchon est déterminée pour être supérieure à la
résistance selon le mode de défaillance d'au moins un deuxième
manchon
La figure 4 présente un deuxième mode de réalisation de
l'invention.
Le train d'atterrissage 20 est un train d'atterrissage à roues
muni d'un atterrisseur avant et deux atterrisseurs principaux situés
de part et d'autre du plan longitudinal 4.
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Un atterrisseur principal est alors situé du premier côté de
l'aéronef, l'autre atterrisseur principal étant alors situé du
deuxième côté de l'aéronef.
Le premier atterrisseur principal situé du premier côté
comporte un balancier 25 portant au moins une roue 21 et un
premier moyen de rétraction 26. De même, le deuxième atterrisseur
principal situé du deuxième côté comporte un balancier 25 portant
au moins une roue 22 et un deuxième moyen de rétraction 29.
Par exemple, les premier et deuxième éléments de fixation
critiques 30', 50' comprennent respectivement le premier moyen de
rétraction 26 et le deuxième moyen de rétraction 29.
Dès lors, la résistance selon le mode de défaillance du
premier moyen de rétraction 26 est déterminée pour être
supérieure à la résistance selon le mode de défaillance du
deuxième moyen de rétraction 29.
En référence à la figure 5, chaque moyen de rétraction peut
comprendre un vérin de rétraction 27, un amortisseur 270 et une
articulation 28 au fuselage.
Il est alors possible de surdimensionner la première
articulation au fuselage du premier moyen de rétraction 26 par
rapport à la deuxième articulation au fuselage du deuxième moyen
de rétraction 29.
Naturellement, la présente invention est sujette à de
nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que
plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien
qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous
les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un
moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la
présente invention.
