Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02845209 2014-03-06
1
Dispositif multifonctions pour atterrisseurs
L'invention est relative à un dispositif
multifonctions pour atterrisseurs, propre à assurer
l'entraînement des roues de l'atterrisseur, ainsi que son
extension et son relevage.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Il est connu du document FR2939099 un tel
dispositif comportant au moins :
- un premier arbre monté tournant sur l'aéronef
autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle à un
axe d'articulation de l'atterrisseur sur l'aéronef ;
- un deuxième arbre télescopique monté tournant
sur l'atterrisseur en descendant le long de ce dernier
jusqu'à proximité des roues portées par ce dernier ;
- des moyens de transmission pour transmettre un
mouvement de rotation du premier arbre au deuxième
arbre ;
- des moyens de transmission pour transmettre un
mouvement de rotation du deuxième arbre à au moins une
roue portée par l'atterrisseur ;
- si la roue n'est pas équipée d'un frein, des
moyens de freinage sélectif de l'un des arbres vis-à-vis
de l'atterrisseur ;
- des moyens moteurs adaptés à faire tourner le
premier arbre.
Ce type de dispositif permet d'assurer à la fois
l'entraînement des roues en rotation, ainsi que
l'extension et le relevage de l'atterrisseur. Dans le
mode de mise en uvre illustré dans ce document,
l'atterrisseur est équipé de deux deuxièmes arbres
télescopiques s'étendant de part et d'autre de
l'atterrisseur pour coopérer chacun avec l'une des roues.
Les deuxièmes arbres descendant sur le côté de
l'atterrisseur sont dès lors exposés aux agressions
CA 02845209 2014-03-06
2
extérieures, notamment aux impacts de cailloux,
projections de poussière de carbones issues des disques
de frein, qui risquent d'influer sur sa durée de vie.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention vise à proposer un dispositif
multifonctions moins exposé aux agressions extérieures.
BREVE PRESENTATION DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose un
dispositif multifonctions pour
atterris seur,
comportant au moins :
- un premier arbre monté tournant sur l'aéronef
autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle à un
axe d'articulation de l'atterrisseur sur l'aéronef ;
- un deuxième arbre télescopique monté tournant
sur l'atterrisseur en descendant le long de ce dernier
jusqu'à proximité de roues portées par ce dernier ;
- des moyens de transmission pour transmettre un
mouvement de rotation du premier arbre au deuxième
arbre ;
- des moyens de transmission pour transmettre un
mouvement de rotation du deuxième arbre à au moins une
roue portée par l'atterrisseur ;
- si la roue n'est pas équipée d'un frein, des
moyens de freinage sélectif de l'un des arbres vis-à-vis
de l'atterrisseur ;
- des moyens moteurs adaptés à faire tourner le
premier arbre.
Selon l'invention, le deuxième arbre télescopique
est unique et s'étend à l'intérieur de l'atterrisseur
jusqu'à proximité d'un essieu portant les roues de
l'atterrisseur, les moyens de transmission pour
transmettre le mouvement de rotation du deuxième arbre
comprenant un différentiel connecté aux roues via des
arbres d'entraînement s'étendant dans l'essieu.
Ainsi, le deuxième arbre et le différentiel sont
CA 02845209 2014-03-06
3
à l'intérieur de l'atterrisseur et sont donc protégés de
l'environnement extérieur. Le différentiel permet de
n'utiliser qu'un seul deuxième arbre pour l'entraînement
des deux roues.
Bien évidemment, pour man uvrer l'atterrisseur,
il suffit de bloquer les roues (ou les moyens de freinage
sélectifs de l'un des arbres vis à vis de l'atterrisseur)
pour provoquer la rotation de l'atterrisseur autour de
son axe d'articulation.
Selon un aspect particulier de l'invention, le
deuxième arbre télescopique comporte une portion
supérieure creuse et une portion inférieure qui s'étend
dans la portion supérieure en coopérant avec celle-ci par
des cannelures pour y coulisser de façon télescopique,
la portion supérieure ayant une enveloppe extérieure qui
définit avec un diaphragme de l'atterrisseur une section
de passage de fluide contenu dans l'atterrisseur.
Ainsi, on profite de la présence du deuxième
arbre dans l'atterrisseur pour lui faire jouer le rôle
d'aiguille de laminage, dont l'enveloppe extérieure peut
être de diamètre variable afin de faire varier la section
de passage de fluide en fonction de l'enfoncement de
l'atterrisseur.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise à la lumière de
la description qui suit
d'un mode particulier de
réalisation de l'invention, en référence aux figures des
dessins annexés, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue de côté partiellement
écorchée d'un atterrisseur principal d'aéronef équipé
d'un dispositif selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de face partiellement
écorchée de l'atterrisseur de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe de la partie
inférieure de l'atterrisseur de la figure 1, une seule
CA 02845209 2014-03-06
4
roue ayant été représentée ;
- la figure 4 est une vue en coupe partielle du
bas du dispositif de l'invention adapté à entraîner des
ventilateurs de refroidissement de freins.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE
L'INVENTION
En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de
l'invention s'applique à un atterrisseur connu en soi
comportant un caisson 1 articulé à la structure de
l'aéronef selon un axe d'articulation X, et dans lequel
une tige coulissante 2 est montée à coulissement
télescopique. La tige coulissante forme une partie d'un
amortisseur interne, et porte à son extrémité un essieu 8
(plus visible à la figure 3) supportant ici deux roues 3
(l'une d'elles a été omise sur la figure 1, pour plus de
clarté). L'atterrisseur est représenté dans sa position
déployée dans laquelle il est stabilisé par une
contrefiche briseuse 4. La contrefiche briseuse 4 est
elle-même stabilisée dans la position alignée représentée
ici par un organe de verrouillage 5 qui se verrouille
automatiquement lorsque l'atterrisseur arrive vers la
position déployée, et qui est muni d'un actionneur de
déverrouillage 6 pour permettre le déverrouillage de la
contrefiche et donc la remontée de l'atterrisseur vers sa
position stockée en soute. Tout cela est bien connu et
n'est rappelé qu'a titre d'information.
Le dispositif multifonctions de l'invention
comporte tout d'abord un premier arbre 10 monté tournant
sur la structure de l'aéronef, selon un axe de rotation R
sensiblement parallèle à l'axe d'articulation X de
l'atterrisseur. En l'occurrence, ici, les axes X et R
sont confondus. Mais l'axe de rotation R pourrait être
distinct de l'axe d'articulation X du caisson 1. Le
premier arbre 10 est associé à un premier groupe moteur
11 comportant un moteur électrique 12 équipé d'un
CA 02845209 2014-03-06
réducteur 13 et un embrayage 14 permettant de solidariser
ou de désolidariser le premier groupe moteur 11 au
premier arbre 10. Le premier arbre 10 est associé à un
deuxième groupe moteur 15 comportant un moteur électrique
5 16 équipé d'un réducteur 17 et un embrayage 18 permettant
de solidariser ou désolidariser le deuxième groupe moteur
au premier arbre 10.
Le premier arbre 10 est associé à un premier
boîtier de transmission 19 pour lier en rotation le
10 premier arbre 10 à un deuxième arbre 20 télescopique qui
s'étend selon l'invention à l'intérieur de l'atterrisseur
depuis ledit renvoi d'angle 19 jusqu'à un différentiel 21
disposé ici dans la tige coulissante 2 et situé à
proximité des roues 3, et qui lie en rotation le deuxième
15 arbre 20 télescopique aux roues 3. A cet effet, des
arbres d'entraînement 22 s'étendent depuis le
différentiel 21 qui entraîne chacune des roues 3.
Le deuxième arbre 20 est bien sûr télescopique
pour accommoder les variations de longueur de
l'atterrisseur consécutives à l'appui de l'aéronef au sol
sur les atterrisseurs, qui tendent à comprimer
l'amortisseur et donc à faire rentrer la tige coulissante
2 dans le caisson 1. A cet effet, le deuxième arbre
comporte une portion supérieure creuse 20a, entraînée par
le renvoi d'angle 19, et une portion inférieure 20b qui
est montée à coulissement télescopique à l'intérieur de
la portion supérieure 20a via des cannelures. Les deux
groupes moteurs 11,15 peuvent être utilisés ensemble,
lorsqu'une puissance importante est nécessaire, ou de
façon séquentielle, par exemple de façon alternée,
conduisant à une usure sensiblement égale des deux
groupes moteurs.
Comme visible à la figure 3, les arbres
d'entraînement s'étendent au travers de parois 23 qui
sont munis d'un joint d'étanchéité pour délimiter à
CA 02845209 2014-03-06
6
l'intérieur de la tige 2 une cavité 24 remplie par
l'huile de l'amortisseur, et dans laquelle se trouve le
différentiel 21. Chaque arbre 22 s'étend au travers d'un
bouchon de protection 25 pour entraîner un capot 26, qui
à son tour est connecté à la jante de la roue 3 adjacente
pour permettre son entraînement en rotation par le
deuxième arbre 20.
Le dispositif tel qu'il est décrit permet
d'assurer plusieurs fonctions. Ainsi, juste avant
l'atterrissage, alors que l'atterrisseur est dans la
position déployée, il est possible, en commandant l'un
des groupes moteurs (une faible puissance est
suffisante), de provoquer la rotation en vol des roues 3
associées au dispositif de l'invention. La rotation des
roues contribue à diminuer, à l'atterrissage, les efforts
de mise en rotation et de retour élastique subis par
l'atterrisseur de la mise en rotation des roues non
tournantes.
Puis lorsque l'aéronef entame son freinage
consécutif à l'atterrissage, la rotation des roues est
transmise par les arbres 20,10 aux groupes moteurs 11,15
dont les moteurs sont dès lors entraînés et fonctionnent
en génératrices. Il est dès lors possible soit de
récupérer l'énergie ainsi produite et la stocker dans des
dispositifs de stockage (batteries, capacités...), soit
de dissiper cette énergie par exemple au travers d'une
résistance pour créer au niveau des moteurs une
résistance à la rotation qui contribue au freinage de la
roue, de concert avec l'action du frein qui freine
simultanément la roue.
Ensuite, lorsque l'aéronef a fini son freinage,
il est possible de déplacer l'aéronef en faisant tourner
les groupes moteurs 11,15 des deux atterrisseurs
principaux de façon à faire tourner les roues associées,
comme cela est symboliquement illustré à la figure 5.
CA 02845209 2014-03-06
7
Bien entendu, le dispositif similaire qui équipe l'autre
atterrisseur principal est de la même façon mis en oeuvre
pour faire tourner la roue associée sur l'autre
atterrisseur.
Une commande identique des deux dispositifs
contribue donc à faire tourner les roues associées sur
chacun des atterrisseurs principaux, ce qui contribue à
faire avancer l'aéronef en ligne droite. Une commande
différenciée, selon laquelle les roues de l'un des
atterrisseurs tournent plus vite que les roues de l'autre
atterrisseur, contribue à aider l'aéronef à virer, de
concert avec la commande d'orientation agissant sur les
roues de l'atterrisseur auxiliaire. Le différentiel 21
permet d'accommoder la différence de vitesse de rotation
des roues portées par un même atterrisseur.
Ce sont là diverses fonctions qui peuvent être
mises en oeuvre grâce au dispositif de l'invention,
relatives à la rotation de la roue associée. Mais le
dispositif de l'invention peut également servir à la
manoeuvre de l'atterrisseur entre sa position déployée et
sa position stockée, en remplacement des traditionnels
actionneurs de relevage. Ainsi, il est possible
d'utiliser le dispositif de l'invention pour remonter
l'atterrisseur vers sa position de stockage. Pour ce
faire, il convient que la contrefiche stabilisant
l'atterrisseur en position déployée ait été déverrouillée
et son alignement brisé, afin de permettre le relevage de
l'atterrisseur. Puis il convient de freiner les roues 3,
à l'aide des freins équipant ces dernières. Le blocage
des roues a pour effet de bloquer en rotation le deuxième
arbre 20 et donc le premier arbre 10 vis-à-vis de
l'atterrisseur. Si l'on essaie de faire tourner (dans le
sens adéquat) le premier arbre 10 au moyen des groupes
moteurs 11,15, on génère sur l'atterrisseur un couple
autour de l'axe d'articulation X qui tend à faire
CA 02845209 2014-03-06
8
remonter l'atterrisseur vers sa position stockée. Il est
dès lors possible de faire remonter l'atterrisseur
jusqu'à sa position stockée, dans laquelle l'atterrisseur
est classiquement retenu par un crochet qui immobilise
l'atterrisseur dans sa position stockée. En variante, il
est possible de maintenir l'atterrisseur en position
bloquée en bloquant en rotation le premier arbre 10 par
rapport à la structure de l'aéronef, par exemple par un
organe d'immobilisation de l'un au moins des groupes
moteurs. Cette disposition permet de supprimer le crochet
de retenue de l'atterrisseur en position stockée.
Pour la descente de l'atterrisseur, il suffit de
libérer celui-ci, soit en ouvrant le crochet, soit en
libérant le premier arbre 10 par rapport à l'aéronef.
L'atterrisseur est ainsi libre de se déployer sous
l'effet de la gravité. Le dispositif de l'invention peut
être alors utilisé soit pour freiner la chute de
l'atterrisseur, soit pour contribuer activement à la
descente de celui-ci, par exemple pour confirmer
l'atterrisseur dans sa position déployée afin de garantir
le verrouillage automatique de la contrefiche. Dans les
deux cas, Les roues sont freinées, ce qui a pour effet de
bloquer en rotation le deuxième arbre 20 et le premier
arbre 10 vis-à-vis de l'atterrisseur. La descente
naturelle de l'atterrisseur sous l'effet de la gravité
provoque donc une rotation du premier arbre 10 par
rapport à la structure de l'aéronef, et entraîne donc les
moteurs des groupes moteurs en rotation. Il suffit alors
de contrôler la rotation des moteurs pour ralentir et
ainsi contrôler la descente de l'atterrisseur, et éviter
qu'il n'arrive avec une vitesse trop importante en
position déployée. Le contrôle de la rotation des moteurs
peut être simplement obtenu en les faisant débiter dans
une résistance ou tout autre dispositif de nature à créer
un couple électromagnétique tendant à contrarier la
CA 02845209 2014-03-06
9
rotation forcée du moteur sous l'effet de la rotation du
premier arbre 10, ce qui a pour effet de ralentir la
descente de l'atterrisseur. En fin de course, on
alimentera au contraire les moteurs des groupes moteurs
11,15 pour au contraire exercer sur le premier arbre 10
un moment qui tend à confirmer l'atterrisseur vers sa
position déployée.
Ainsi, avec un seul dispositif, il devient
possible d'assurer plusieurs fonctions, telles que la
manoeuvre des atterrisseurs, la récupération d'énergie au
freinage, le déplacement de l'aéronef sans le concours
des réacteurs. Les moteurs du dispositif sont donc
avantageusement utilisés pendant les
phases
d'atterrissage, de roulage au sol de l'aéronef, et de
décollage.
Selon un aspect particulier de l'invention, et
s'agissant d'un dispositif multifonctions de l'invention
installé sur un atterrisseur principal, le premier arbre
du dispositif peut être entraîné non pas par un ou des
groupes moteurs dédiés mais par un ou des groupes moteurs
communalisés qui sont disposés non loin de l'atterrisseur
pour actionner le dispositif multifonctions de
l'invention, mais également un autre élément tel que les
volets hypersustentateurs équipant la voilure. Ainsi, le
ou les mêmes groupes moteurs sont mis en commun et
utilisés pour actionner deux éléments (le dispositif
multifonctions de l'invention, et les
volets
hypersustentateurs) qui sont actionnés en séquence et ne
sont donc jamais actionnés simultanément.
Selon un autre aspect particulier de l'invention,
les arbres d'entraînement 22 peuvent être munis de
coupleurs 27 pour coupler ou découpler sélectivement
lesdits arbres d'entraînement aux roues 3. Ainsi, lorsque
les coupleurs sont neutralisés, on garantit qu'une
alimentation intempestive des moteurs 11,15 ne provoquera
CA 02845209 2014-03-06
pas de rotation des roues ou n'induira pas un couple de
rétraction sur l'atterrisseur si les freins sont bloqués.
Selon encore un autre aspect particulier de
l'invention illustré à la figure 4, il est également
5 possible d'entraîner par le dispositif de l'invention des
pales de ventilateur 32 pour le refroidissement des
disques de freins, au moyen d'arbres 30 creux qui
s'étendent autour des arbres d'entraînement 22 en étant
solidarisés à la cage 31 du différentiel 21. Dans ce cas,
10 on découplera les arbres d'entraînement 22 des roues 3,
afin que la rotation du ou des groupes moteurs 11,15
n'entraîne pas la rotation des roues 3, mais seulement la
rotation des pales de ventilateurs 32.
Enfin, il est possible de profiter du passage du
deuxième arbre 20 dans l'atterrisseur pour faire coopérer
le diamètre externe de la portion supérieure 20a avec un
diaphragme porté par la tige coulissante 2 pour définir
une section de passage du fluide contenu dans
l'atterrisseur afin de constituer un laminage générant
une force résistant à la compression de l'atterrisseur,
notamment lors d'un atterrissage. On pourra faire varier
le diamètre externe de la portion supérieure 20a afin de
définir des sections de passage variables en fonction de
l'enfoncement de l'atterrisseur.
