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Train d'atterrissage gour minimiser un risque d'accrochage d'un
câble et aéronef
La présente invention concerne un train d'atterrissage pour
minimiser un risque d'accrochage d'un câble, et un aéronef tel
qu'un giravion éventuellement de type hélicoptère. L'invention se
situe alors dans le domaine technique des trains d'atterrissage
d'aéronefs.
En effet, les câbles, tels que des câbles électriques ou des
câbles téléphoniques par exemple, constituent un danger pour les
aéronefs et en particulier pour les hélicoptères.
Du fait de la nature de leurs missions, les hélicoptères sont
amenés à voler à faible altitude et risquent à tout moment d'entrer
en collision avec un câble. Même si le pilote de l'hélicoptère est
particulièrement attentif, il reste difficile d'apercevoir un câble de
un ou deux centimètres de diamètre par exemple, et plus
particulièrement lorsque les conditions météorologiques sont
mauvaises ou lorsque la charge de travail du pilote est importante.
Durant un vol d'avancement, l'hélicoptère risque donc de
heurter un câble. Dans ce cas de figure, le câble glisse le long du
cockpit puis vient en contact avec le mât rotor ou encore le train
d'atterrissage.
Plus particulièrement, parmi les trains d'atterrissage, on
distingue les trains d'atterrissage dénommés train d'atterrissage
à patins munis d'un premier patin d'appui et d'un deuxième patin
d'appui destinés à être en contact avec le sol. Les premier et
deuxième patins d'appui sont généralement disposés de part et
d'autre du fuselage du giravion.
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De plus, un train d'atterrissage à patins est usuellement muni
d'une première traverse transversale et d'une deuxième traverse
transversale reliant chacune le premier patin au deuxième patin.
La première traverse est dite traverse arrière dans la
mesure où cette première traverse relie les zones situées à
l'arrière des premier et deuxième patins. A l'inverse, la deuxième
traverse est dite traverse avant puisque cette deuxième
traverse relie les zones situées à l'avant des premier et deuxième
patins longitudinaux.
Le train d'atterrissage est alors fixé au giravion via ses
traverses avant et arrière.
De plus, certains trains d'atterrissage à patins comprennent
une spatule par patin. Chaque spatule est en amont d'une
intersection du patin associé à une traverse avant, en référence au
sens d'avancement vers l'avant de l'aéronef.
Les spatules visent notamment à minimiser des heurts avec
des objets, tels que des aspérités du sol par exemple, durant un
atterrissage glissé.
Il en résulte qu'un câble impactant le nez de l'aéronef peut
glisser sur le fuselage et se coincer entre au moins une spatule et
la traverse avant.
Les constructeurs ont alors mis en oeuvre sur les giravions
des dispositifs aptes à sectionner un câble en vol pour protéger
leurs appareils en cas de heurt, et notamment avec les trains
d'atterrissage à patins de ce dernier type.
Le document FR 2 443 309 présente un dispositif sectionneur
de câbles.
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Un tel dispositif est intéressant mais présente une masse non
négligeable. En outre, il peut impliquer le renforcement de la
structure devant accueillir ce dispositif. Enfin, ce dispositif est
forcément limité en capacité de coupe d'un câble et ne sectionnera
pas des câbles présentant une résistance trop importante ou un
diamètre trop important.
Les documents FR 2 537 542 et US 3 387 802 présentent des
trains d'atterrissage à patins munis de spatules en amont des
zones de jonction d'une traverse avant à des patins.
Chaque spatule comporte une première section longiligne
dans la continuité d'un patin et une deuxième section s'étendant en
élévation vers l'avant à partir de la première section.
Les trains d'atterrissage présentés sont rétractables.
L'arrière plan technologique éloigné de l'invention inclut
aussi les documents US 2 574 404, US 3 173 632.
La présente invention a alors pour objet de proposer un train
d'atterrissage pour minimiser un risque d'accrochage d'un câble, le
train d'atterrissage pouvant être rétractable ou non rétractable.
Selon l'invention, un train d'atterrissage d'un aéronef est
muni d'un premier patin longitudinal d'appui et d'un deuxième patin
longitudinal d'appui, le premier patin et le deuxième patin étant
reliés par une traverse avant et une traverse arrière. Ce train
d'atterrissage comprend aussi deux spatules incluant
respectivement une première partie déflectrice en amont d'une
première intersection avant de la traverse avant et du premier patin
ainsi qu'une deuxième partie déflectrice en amont d'une deuxième
intersection avant de la traverse avant et du deuxième patin.
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Le terme amont fait référence au sens d'avancement vers
l'avant du train d'atterrissage dans l'espace, et donc de l'aéronef
muni de ce train d'atterrissage. Par exemple, dans le cadre d'un
hélicoptère, le sens d'avancement vers l'avant est dirigé selon un
sens allant de l'extrémité libre d'une poutre de queue vers le nez
de l'hélicoptère.
Le train d'atterrissage inclut donc un ensemble dénommé
ensemble supporteur par commodité, cet ensemble supporteur
comprenant le premier patin, le deuxième patin, la traverse avant
et la traverse arrière.
Ce train d'atterrissage comprend de manière remarquable
une articulation et un moyen de blocage temporaire par spatule,
pour maintenir chaque spatule dans une position initiale en
l'absence de câble impactant le train d'atterrissage et pour
permettre une rotation de chaque spatule à partir d'une position
initiale autour de l'articulation associée par rapport au patin sous
l'effet d'un effort exercé sur cette spatule par un câble impactant le
train d'atterrissage.
Ainsi, une première spatule est reliée à l'ensemble
supporteur par un premier moyen de liaison ayant une première
articulation et un premier moyen de blocage temporaire, la
deuxième spatule étant reliée à cet ensemble supporteur par un
deuxième moyen de liaison ayant une deuxième articulation et un
deuxième moyen de blocage temporaire.
En fonctionnement normal et donc préalablement à un
impact, chaque spatule se trouve dans une position dite position
initiale .
Par contre, si un câble impacte l'aéronef et atteint le train
d'atterrissage, ce câble exerce de fait un effort sur au moins une
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spatule voire sur la première spatule et la deuxième spatule. Cet
effort est dénommé par commodité effort dû à un câble .
Dès que cet effort dû à un câble dépasse un seuil défini par
le constructeur, le moyen de blocage temporaire de chaque spatule
5 ne maintient plus la spatule associée dans sa position initiale.
C'est la raison pour laquelle le moyen de blocage est dit
temporaire par commodité.
Chaque spatule concernée s'éloigne donc de sa position
initiale en effectuant une rotation autour de son articulation à
l'ensemble supporteur, afin que le câble ne demeure pas coincé
entre la spatule et la traverse avant.
Par conséquent, l'invention permet le dégagement d'un câble
impactant le train d'atterrissage pour préserver le fonctionnement
de l'ensemble supporteur. De plus, cette invention ne nécessite
pas l'emploi d'un dispositif sectionneur de câbles.
est à noter que classiquement chaque spatule subit au sol
ou lors d'un atterrissage un effort dénommé effort dû au sol par
commodité. Un effort dû au sol est en effet exercé par le sol sur
chaque spatule.
L'effort dû au sol est dirigé selon un premier sens.
Par contre, l'effort dû à un câble entraînant la rotation d'une
spatule à partir de sa position initiale en vol est dirigé selon un
deuxième sens opposé au premier sens.
De plus, chaque moyen de fixation peut être dimensionné
pour éviter une rotation de la spatule provoquée par le sol au-delà
de la position initiale. Le seuil défini par le constructeur pour
permettre la rotation d'une spatule en présence d'un câble est par
exemple supérieur à l'effort dû au sol exercé par un sol sur la
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spatule lors d'un atterrissage, tel qu'un atterrissage normal voire
un atterrissage dur.
Une butée peut aussi être implémentée pour empêcher une
rotation de la spatule dans le deuxième sens au-delà de la position
initiale.
Ainsi, l'invention n'a pas d'impact ou a un impact limité sur le
comportement du train d'atterrissage à l'atterrissage ou encore en
résonance sol.
De plus, l'efficacité de l'invention n'est pas limitée à des
câbles d'un diamètre maximal, contrairement à certains dispositifs
sectionneurs de câbles.
On note par ailleurs que l'invention n'a pas pour fonction de
couper un câble impacté.
Ce train d'atterrissage peut de plus comprendre une ou
plusieurs des caractéristiques additionnelles suivantes.
Par exemple, chaque articulation peut comporter un axe de
pivotement autour duquel une spatule effectue une rotation
lorsqu'un effort exercé par un câble sur cette spatule est supérieur
ou égal à un seuil défini par le constructeur.
Ainsi, un premier axe de pivotement peut traverser au moins
partiellement l'ensemble supporteur pour coopérer avec la
première spatule, et un deuxième axe de pivotement peut traverser
au moins partiellement l'ensemble supporteur pour coopérer avec
la deuxième spatule.
Selon une première variante, un axe de pivotement traverse
un patin entre d'une part une intersection avant de ce patin et la
traverse avant et, d'autre part, une intersection arrière de la
traverse arrière et du patin.
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La spatule se trouve alors en aval d'une intersection avant
suite à un basculement autour de l'axe de pivotement associé.
Selon une deuxième variante, un axe de pivotement traverse
une intersection avant.
La spatule se trouve donc au niveau d'une intersection avant
suite à un basculement autour de l'axe de pivotement associé.
Indépendamment de la variante, le basculement de la spatule
permet d'éviter de coincer un câble entre cette spatule et la
traverse avant.
Selon un premier mode de réalisation, une spatule reste fixée
à l'ensemble supporteur, aussi bien dans sa position initiale que
dans une position basculée résultant d'un impact avec un câble.
Par suite, une spatule peut comporter au moins une joue et
éventuellement deux joues disposées de part et d'autre de
l'ensemble supporteur et notamment d'un patin, chaque joue
comprenant un orifice de pivotement traversé par un axe de
pivotement.
On comprend que suite à un impact avec un câble, la spatule
va rester fixée à l'ensemble supporteur. La spatule s'étend donc
vers le sol à partir de cet ensemble supporteur.
Un pilote de l'aéronef doit alors prendre cette situation en
considération pour éviter un incident lors d'un atterrissage afin de
ne pas planter les spatules dans le sol. Par exemple, le pilote peut
déplacer son aéronef de l'avant vers l'arrière pour ramener chaque
spatule vers sa position initiale.
Selon un deuxième mode de réalisation, le train
d'atterrissage comprend un moyen de largage de chaque spatule
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suite à un pivotement de chaque spatule autour de son articulation
à l'ensemble supporteur.
Par exemple, une spatule peut comporter au moins une joue
et éventuellement deux joues disposées de part et d'autre d'un
patin. Chaque joue comprenant une rainure longitudinale
débouchant sur l'extérieur, l'axe de pivotement d'une spatule est
disposé dans la rainure d'une joue lorsque le moyen de blocage
temporaire maintient la spatule dans sa position initiale.
Par contre, si un câble exerce un effort sur la spatule
supérieur ou égal au seuil défini par le constructeur, le moyen de
blocage temporaire ne maintient plus la spatule dans sa position
initiale. Cette spatule effectue alors une rotation autour de l'axe de
pivotement.
Lorsque la spatule atteint une position basculée maximale
suivant laquelle chaque rainure longitudinale est dirigée selon la
pesanteur, le poids de la spatule, additionné à l'action du câble,
induit une translation de la rainure par rapport à l'axe de
pivotement, et donc la libération de la spatule.
Le largage de la spatule peut être considéré comme un
inconvénient de ce mode de réalisation. Cependant, comparé à un
dispositif sectionneur de câbles, le largage d'une spatule paraît
être moins dangereux que la coupure d'un câble.
Dans le cadre des premier et deuxième modes de réalisation,
le moyen de blocage temporaire peut comporter un moyen de
fixation fusible d'une spatule.
Ce moyen de fixation fusible peut comprendre au moins un
pion fusible fixant la spatule à l'ensemble supporteur en l'absence
dudit effort et donc dans la position initiale.
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Selon la variante, le pion fusible peut fixer une spatule au
patin associé où à l'intersection avant associée.
Selon un troisième mode de réalisation, une spatule reste
fixée à l'ensemble supporteur, aussi bien dans sa position initiale
que dans une position basculée résultant d'un impact avec un
câble.
Cependant, le train d'atterrissage comporte un moyen de
rappel par spatule pour ramener cette spatule dans ladite position
initiale suite à l'impact d'un câble.
Ainsi, un moyen de rappel usuel, de type ressort par
exemple, permet de ramener automatiquement la spatule de la
position basculée vers la position initiale pour faciliter un futur
atterrissage.
Ce moyen de rappel peut de plus être dimensionné pour
maintenir chaque spatule dans une position initiale en l'absence de
câble et pour permettre une rotation de chaque spatule à partir de
la position initiale autour de l'articulation associée par rapport au
patin sous l'effet d'un effort exercé par un câble sur cette spatule.
Le moyen de rappel est alors un élément du moyen de blocage
temporaire.
De plus, en complément du moyen de rappel, le moyen de
blocage peut comprendre un moyen de fixation fusible tel que
décrit précédemment ce qui permet d'obtenir un mouvement pour
un effort différent du seuil de déclenchement du moyen de rappel.
En outre, l'invention a aussi pour objet un aéronef comportant
un train d'atterrissage tel que décrit précédemment.
La présente invention a aussi pour objet le procédé de
fabrication du dispositif précité.
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L'invention et ses avantages apparaissent 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 :
5 - la figure 1, une vue présentant un aéronef muni d'un train
d'atterrissage à patins,
- les figures 2 à 5, des schémas explicitant un premier mode
de réalisation,
- les figures 6 à 8, des schémas explicitant un deuxième
10 mode de réalisation, et
- les figures 9 à 10, des schémas présentant des variantes
d'un troisième mode de réalisation.
Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont
affectés d'une seule et même référence.
La figure 1 présente un aéronef 1 muni d'un fuselage 2. Ce
fuselage est solidaire d'un train d'atterrissage 10 à patins. On note
qu'une partie du fuselage 2 a été rendue transparente pour
permettre la visualisation du train d'atterrissage 10.
Ce train d'atterrissage 10 comporte un ensemble supporteur
muni d'un premier patin 11, d'un deuxième patin 12, d'une traverse
avant 13, et d'une traverse arrière 14.
L'extrémité avant de chaque patin 11, 12 est reliée à la
traverse avant 13, le train d'atterrissage 10 comprenant alors une
intersection avant 15, 16 entre chaque patin et la traverse avant.
Ainsi, le train d'atterrissage 10 comprend une première
intersection avant 15 entre le premier patin 11 et la traverse avant
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13, ainsi qu'une deuxième intersection avant 16 entre le deuxième
patin 12 et cette traverse avant 13.
Chaque intersection avant peut comporter un manchon par
exemple.
De même, le train d'atterrissage 10 comprend une première
intersection arrière 17 entre le premier patin 11 et la traverse
arrière 14, ainsi qu'une deuxième intersection arrière 18 entre le
deuxième patin 12 et cette traverse arrière 14.
Chaque intersection arrière peut être disposée entre
l'extrémité avant d'un patin et l'extrémité arrière de ce patin.
Il est à noter que les termes avant et arrière , amont
et aval sont à considérer en fonction du sens D1 d'avancement
vers l'avant de l'aéronef 1.
De plus, on entend par extrémité un des bouts d'un
patin.
Par ailleurs, le train d'atterrissage 10 comporte une spatule
par patin, chaque spatule comportant une partie déflectrice 20'
agencée en amont d'un patin.
Chaque partie déflectrice peut être munie d'une section en
20 élévation s'élevant à partir d'un plan de sustentation contenant les
patins, voire d'une section longiligne présente dans ledit plan de
sustentation lorsque la spatule est dans la position initiale.
Ainsi, une première partie déflectrice 21' d'une première
spatule 21 est fixée à l'ensemble supporteur de manière à être en
amont de la première intersection avant 15. De même, une
deuxième partie déflectrice 22' d'une deuxième spatule 22 est fixée
à l'ensemble supporteur de manière à être en amont de la
deuxième intersection avant 16.
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Dès lors, chaque spatule 20 comprend un moyen de liaison
pour relier sa partie déflectrice 20' à l'ensemble supporteur.
Ce moyen de liaison coopère avec une articulation 30 et un
moyen de blocage temporaire 40.
Ce moyen de blocage temporaire 40 peut selon la variante
inclure un moyen de fixation fusible 43 et/ou un moyen de rappel
60 tendant à maintenir une spatule dans sa position initiale.
La figure 3 présente une vue de dessus d'une spatule 20.
On note qu'un moyen de liaison peut comporter deux joues
23, 24 disposées de part et d'autre d'un patin, chaque joue
coopérant avec un axe de pivotement 31 de l'articulation 30.
De plus, selon cette variante, chaque joue coopère avec un
pion fusible 41 du moyen de fixation fusible 43 d'un moyen de
blocage 40.
Il est possible de prévoir une unique joue pour par exemple
éviter une interférence avec la traverse avant ou alors d'orienter
les deux joues suivant l'axe de la traverse avant.
En référence à la figure 2, en l'absence d'un effort 100
exercé par un câble 50 sur une spatule, cette spatule se trouve
dans une position initiale POSINI. Le moyen de liaison 25 est
agencé selon une direction parallèle à la direction suivie par le
patin correspondant.
En outre, selon la variante représentée, un axe de pivotement
31 d'une articulation 30 traverse de part en part ou partiellement
un patin, entre une intersection avant et une intersection arrière de
ce patin.
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A l'inverse, le pion fusible 41 traverse l'intersection avant de
ce patin. On entend par traverse l'intersection avant le fait que
le pion fusible traverse soit la traverse avant, soit le patin, soit un
manchon au niveau d'une intersection avant.
Selon une autre variante visible sur la figure 12, un axe de
pivotement 31 peut traverser une intersection avant d'un patin.
A l'inverse, le pion fusible 41 traverse le patin concerné entre
une intersection avant et une intersection arrière de ce patin
On note que dans la position initiale POSINI représentée sur
la figure 2, l'effort dû au sol F1 exercé sur la spatule durant un
atterrissage ou en position statique au sol ne risque pas d'induire
une rupture du moyen de fixation fusible 40, car cet effort dû au sol
F1 est dirigé dans un deuxième sens opposé à un éventuel effort
provoqué par un câble.
Il peut être envisagé de prévoir une butée pour éviter une
rotation selon ce deuxième sens au-delà de la position initiale
POSINI, provoquée par un tel effort dû au sol, notamment pour que
la spatule assure sa fonction dans les cas d'atterrissage glissé.
Par contre, ce moyen de fixation fusible est dimensionné pour
rompre sous l'effet d'un effort 100 exercé par un câble 50 sur une
spatule.
La rupture du moyen de fixation fusible induit une rotation
ROT de la spatule 20 autour de l'articulation 30, et notamment d'un
axe de pivotement 31 visant à libérer le câble 50.
Selon le premier mode de réalisation de la figure 2, chaque
joue du moyen de liaison d'une spatule comporte un orifice de
pivotement 26 traversé par un axe de pivotement.
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En référence à la figure 4, lorsque le câble 50 est libéré, la
spatule s'étend alors à partir de l'ensemble supporteur, par
exemple dans la direction de la pesanteur ou suivant une légère
inclinaison en fonction de l'avancement de l'aéronef.
Sur la figure 4, la spatule a effectué une rotation d'un angle a
de l'ordre de 90 degrés. Selon ce mode réalisation, il est
intéressant de dimensionner le train d'atterrissage pour permettre
une rotation plus importante afin de maximiser la probabilité de
dégager le train d'atterrissage du câble 50. Une angulation
supérieure à 90 degrés peut d'ailleurs être envisagée pour assurer
l'évacuation d'un câble hors du train d'atterrissage pour diverses
assiettes de l'aéronef. On comprend que l'homme du métier peut
déterminer l'angulation adéquate en fonction notamment de
l'assiette de vol prévisible pour l'aéronef.
En référence à la figure 5, un pilote doit alors être très
attentif lors de l'atterrissage afin de ne pas planter la spatule dans
le sol. Il peut notamment effectuer une manoeuvre schématisée par
la flèche F3 de manière à déplacer l'aéronef de l'avant vers
l'arrière et par ce biais réorienter la spatule par une rotation
inverse selon la flèche F7 vers sa position initiale POSINI.
Pour éviter ce désagrément, selon le deuxième mode de
réalisation de la figure 6, chaque joue du moyen de liaison
coopérant avec un axe de pivotement comprend une rainure
longitudinale 26. Chaque axe de pivotement est alors situé au fond
d'une rainure longitudinale lorsque la spatule se trouve dans la
position initiale.
En référence à la figure 7, suite à l'impact d'un câble, la
spatule effectue une rotation jusqu'à une position basculée
maximale suivant la flèche F4.
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En référence à la figure 8, dans la position basculée
maximale, la rainure 26 est dirigée selon la pesanteur. La spatule
se détache alors de l'ensemble supporteur suivant la flèche F5.
Le pilote étant conscient de l'impact avec le câble et pouvant
5 avoir un
contrôle visuel de l'état du train, ce pilote peut alors
réaliser un atterrissage vertical et non pas glissé. De plus, le pilote
peut prendre des précautions pour minimiser les sollicitations
exercées sur le train d'atterrissage.
Selon un troisième mode de réalisation représenté sur les
10 figures 9 à 12, chaque spatule reste accrochée à l'ensemble
supporteur suite à un impact avec un câble, à l'instar du premier
mode de réalisation.
Cependant, le train d'atterrissage comporte désormais un
moyen de rappel 60 par spatule pour ramener cette spatule 20
15 dans la
position initiale POSINI suite à l'impact d'un câble selon la
flèche F6.
Un tel moyen de rappel peut comprendre un ressort ou
encore une sangle élastique par exemple. Tout autre moyen de
rappel est envisageable.
Le moyen de rappel peut relier un moyen de liaison de la
spatule à la traverse avant selon les variantes des figures 9 et 10,
ou encore au patin associé selon les variantes des figures 11, 12.
En outre, le moyen de blocage peut comprendre le moyen de
rappel. Le moyen de rappel d'une spatule maintient cette spatule
dans la position initiale, en l'absence d'un effort exercé par un
câble supérieur ou égal à un seuil défini par le constructeur.
Selon une autre variante, le moyen de blocage comprend un
moyen de fixation fusible à cet effet.
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Ainsi, selon la variante, le train d'atterrissage comprend soit
un moyen de fixation fusible par spatule, soit un moyen de rappel
par spatule, soit un moyen de fixation fusible et un moyen de
rappel par spatule.
Naturellement, la présente invention est sujette à de
nombreuses variations quant à sa mise en uvre. 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.
