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ATTERRISSEUR A BALANCIER MOTORISÉ ET AÉRONEF
La présente invention concerne un atterrisseur à balancier
motorisé et un aéronef muni d'un tel atterrisseur à balancier.
Classiquement, un aéronef comporte un train d'atterrissage
par l'intermédiaire duquel l'aéronef repose sur le sol. Le train
d'atterrissage est parfois muni d'une pluralité d'atterrisseurs. Selon
un exemple, le train d'atterrissage comporte deux atterrisseurs à
balancier principaux arrière et un atterrisseur auxiliaire avant.
Un atterrisseur à balancier peut comprendre une jambe de
train oscillante dénommée plus simplement balancier . La jambe
de train porte au moins une roue. La jambe de train est articulée à
une structure porteuse de l'aéronef et peut être ainsi escamotée
en vol dans une case de train.
De plus, un atterrisseur à balancier connu comporte une
contrefiche qui joue le rôle d'amortisseur et de vérin. La
contrefiche est articulée à la jambe de train et à la structure
porteuse. La contrefiche possède un vérin hydraulique
d'entrée/sortie associé à un amortisseur oléopneumatique. Un tel
amortisseur oléopneumatique produit de la raideur par la
compression d'un gaz et de l'amortissement par laminage d'un
liquide.
Bien qu'efficace, un tel atterrisseur à balancier est
dimensionné en fonction de divers critères à savoir par exemple
des capacités maximales d'amortissement à atteindre dans
certaines conditions et des performances minimales à atteindre en
dehors de ces conditions, la capacité à générer une garde au sol
de l'aéronef comprise entre une garde au sol minimale et une
garde au sol maximale, un encombrement prédéterminé, une
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masse à minimiser, une raideur à atteindre dans le cadre du
problème connu sous l'expression résonance sol ...
Un constructeur réalise alors classiquement un atterrisseur à
balancier en faisant des concessions pour certains des critères
précédents afin de fournir un atterrisseur à balancier optimisé
selon au moins un critère particulier.
En outre, un atterrisseur à balancier ne peut éventuellement
pas être réglé en temps réel par exemple pour maitriser les
facteurs de charge appliqués à l'aéronef en fonction de la masse
de l'aéronef et/ou des conditions d'atterrissage ou pour maitriser le
comportement dynamique de l'atterrisseur à balancier en fonction
des températures extérieures. L'amortisseur oléopneumatique de la
contrefiche peut éventuellement être réglé avant vol mais n'est pas
réglable en vol. De même, la garde au sol d'un aéronef connu peut
varier involontairement car cette garde au sol est dépendante
notamment de la masse de l'aéronef, du profil du sol tel que sa
pente et de la température extérieure.
Par ailleurs, un atterrisseur à balancier peut être équipé
d'organes supplémentaires pour détecter quand l'aéronef touche le
sol.
Le document EP 2319760 décrit un atterrisseur motorisé muni
de moyens de verrouillage et d'une jambe de train qui comprend un
amortisseur, la jambe de train étant au sol pratiquement verticale.
Le document EP 2778047 est éloigné de la problématique en
proposant un atterrisseur muni d'un amortisseur à courant de
Foucault pour lutter contre le phénomène connu sous le terme
anglais shimmy .
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Le document EP 2494239 n'appartient pas au domaine
technique de l'invention en ayant trait à une boîte de changement
de vitesse.
le document EP3031717 décrit un drone volant. Ce drone
volant est un UAV de type VTOL ou CTOL à voilures fixes sur
chacune desquelles sont agencées des nacelles d'entrainement de
rotors de propulsion. Le drone volant comporte un fuselage sur
lequel les voilures et un train d'atterrissage de type multi-positions
monté sur le fuselage. Le train d'atterrissage comporte un premier
patin d'atterrissage et un second patin d'atterrissage, agencés en
forme de barres en U ou en H. Des mécanismes d'actionnement de
chaque patin sont couplés respectivement aux premier ou second
patins. Chaque mécanisme d'actionnement est électrique pour faire
tourner l'un ou l'autre de ces patins par rapport au drone volant.
Le document CN108146618décrit un drone volant avec un
train d'atterrissage qui possède deux bras rotatifs à patins. Un
moteur unique à courant continu sans balais commande
simultanément les deux bras rotatifs à patins entre des positions
rétractée et de posé, via un engrenage de réduction.
Le document US2064675décrit un aéronef de type hydravion.
Un flotteur additionnel est pourvu de roues escamotables. Chacune
des roues escamotables est montée sur un bras. Le bras est
articulé sur le flotteur additionnel et relié par des leviers
basculants à un amortisseur. Pour rétracter ou sortir les roues,
chaque bras et levier basculant forment un compas deformable
autour d'un pivot intermédiaire. Un moteur relie par des pignons à
réducteur, les bras et levier basculant pour modifier leur angle
relatif.La présente invention a alors pour objet de proposer un
atterrisseur innovant et susceptible d'être adaptable lors son
utilisation, à savoir par exemple avant un atterrissage, pendant un
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atterrissage, voire après un atterrissage quand l'appareil est au
sol.
Selon l'invention, un atterrisseur à balancier est muni d'une
jambe de train oscillante autour d'un axe de rétraction et de sortie,
la jambe de train portant au moins un organe de contact avec le
sol.
Un tel organe de contact peut inclure une roue ou tout autre
organe et par exemple un ski.
Cet atterrisseur à balancier comporte un moteur relié
mécaniquement à la jambe de train pour qu'un mouvement d'un
organe mobile du moteur génère un couple sur la jambe de train,
ledit atterrisseur comprenant un calculateur en communication
avec ledit moteur, ledit calculateur étant configuré pour contrôler
ledit moteur en fonction au moins d'une vitesse de rotation de la
jambe de train établie à partir d'un premier signal transmis par un
premier capteur en communication avec le calculateur.
L'expression génère un couple signifie que l'organe
mobile de sortie du moteur est relié mécaniquement à la jambe de
train pour tendre à la faire tourner autour de son axe de rétraction
et de sortie. La jambe de train effectue ou n'effectue pas une telle
rotation notamment en fonction du couple moteur possiblement
appliqué, notamment en réaction au couple induit par l'action du
sol sur l'organe de contact avec le sol. Le couple transmis à la
jambe de train par le moteur peut être égal ou proportionnel à un
couple moteur délivré par l'organe mobile du moteur, l'utilisation
d'organes de transmission pour démultiplier le couple à la sortie du
moteur étant possible.
Dès lors, le premier capteur est un capteur qui mesure une
information variant lorsque la jambe de train se déplace en rotation
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autour de l'axe de rétraction et de sortie. Le premier capteur émet
un signal dit par commodité premier signal qui est porteur de
manière directe ou indirecte de la vitesse de rotation de la jambe
de train et par exemple fonction d'une valeur proportionnelle à
cette vitesse de rotation de la jambe de train. Le premier capteur
peut donc être un capteur de vitesse qui mesure la vitesse de
rotation de la jambe de train en tant que telle ou d'un élément
mobile en rotation avec la jambe de train, ou un accéléromètre qui
mesure une accélération de la jambe de train en tant que telle ou
d'un élément mobile en rotation avec la jambe de train qui par
intégration permet au calculateur d'obtenir la vitesse de rotation
souhaitée ou encore un capteur de position qui mesure une
position de la jambe de train en tant que telle ou d'un élément
mobile en rotation avec la jambe de train qui par dérivation permet
d'obtenir la vitesse de rotation exploitée.
Le premier capteur mesure donc une information qui varie
lors de la rotation de la jambe de train et qui permet au calculateur
d'en déduire au moins cette vitesse de rotation. Par exemple, cette
information peut prendre la forme d'un premier signal électrique
présentant une tension électrique qui varie lorsque la vitesse de
rotation ou la position ou l'accélération de la jambe de train varient
ou encore d'un premier signal de vitesse numérique porteur d'une
valeur égale ou proportionnelle à la vitesse de rotation ou à la
position à une accélération de la jambe de train...
Dès lors, cet atterrisseur à balancier est muni d'une jambe de
train par exemple d'un type usuel formant un balancier. En outre,
l'atterrisseur à balancier possède un moteur qui exerce un couple
moteur tendant à faire tourner la jambe de train autour de son axe
de rétraction et de sortie. Ce moteur peut avoir un comportement
électromécanique et peut remplacer totalement ou partiellement
une contrefiche existante au comportement oléopneumatique. Le
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moteur contrôlé par un calculateur permet de rendre paramétrable
en temps réel le mouvement et la position de la jambe de train
pour répondre aux problèmes précités.
Dès lors, le moteur peut exercer un couple moteur pour
déplacer l'organe de contact avec le sol selon un premier sens de
rotation d'une position train rentré par exemple à atteindre en vol
de croisière jusqu'à une position train sorti à atteindre avant un
atterrissage, et inversement selon un deuxième sens par exemple
suite à un décollage. Le moteur peut positionner l'organe de
contact avec le sol dans toutes les positions angulaires comprises
entre la position train rentré et la position train sorti.
Eventuellement le calculateur peut contrôler le moteur pour
atteindre en vol de croisière une position train semi-rentré durant
des missions particulières, et par exemple à basse altitude lorsque
l'aéronef vole à une hauteur inférieure à un seuil.
Lors de l'atterrissage à savoir lorsque l'organe de contact
avec le sol touche le sol, le sol exerce un effort sur l'organe de
contact avec le sol qui génère un premier couple sur l'axe de
rétraction et de sortie de la jambe de train. La jambe de train tend
alors à retourner vers sa position train rentré selon le deuxième
sens de rotation. Le premier capteur émet un premier signal qui
varie en fonction de la rotation de la jambe de train. Le calculateur
détecte ce mouvement rotatif de la jambe de train en traitant le
premier signal pour obtenir au moins la vitesse de rotation de la
jambe de train et commande le moteur pour que le moteur exerce
un couple moteur générant sur la jambe de train un deuxième
couple contraire au premier couple afin par exemple d'amortir la
descente de la cellule vers le sol et pour finalement atteindre une
position d'équilibre. Par exemple, l'atterrisseur effectue une
rotation selon le deuxième sens pour tendre à se déplacer vers sa
position train rentré durant une phase où le moteur tend à amortir
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la descente de l'aéronef vers le sol en induisant un deuxième
couple inférieur au premier couple au début de la rotation dans le
deuxième sens puis le deuxième couple est augmenté pour que la
jambe de train atteigne finalement une position d'équilibre, par
exemple à la fin de la rotation dans le deuxième sens ou suite
finalement à une rotation supplémentaire dans le premier sens à la
recherche d'une autre position d'équilibre.
A cet effet, le calculateur est configuré pour commander ledit
moteur en appliquant au moins une loi pour positionner la jambe de
train dans une position d'équilibre adéquate. Une telle loi comporte
au moins une composante ajustable en fonction de la vitesse de
rotation de la jambe de train. Cette composante représente une
composante de dissipation d'énergie à
l'atterrissage,
habituellement assurée par le laminage d'un liquide sur une
contrefiche usuelle. En outre, la loi peut permettre de rétracter au
maximum la jambe de train à chaque atterrissage afin de réduire
les efforts exercés sur la structure porteuse de l'aéronef articulée à
l'atterrisseur. Pour permettre au calculateur d'adapter la
commande du moteur aux conditions courantes, ladite loi peut
comprendre divers paramètres ajustables en fonction par exemple :
- de la masse de l'aéronef, cette masse pouvant être
calculée en vol à partir de la masse de l'aéronef au décollage
et de la masse du carburant consommé,
- du centrage de l'aéronef, ce centrage pouvant également
être calculé en vol à partir de sa position au décollage et de
la masse de carburant consommée,
- des conditions d'atterrissage mesurables pendant le vol
par des organes usuels, et par exemple de la vitesse de
descente de l'aéronef, de la vitesse d'avancement de
l'aéronef, de la portance de l'aéronef...
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- de la température extérieure,
- d'une garde au sol à atteindre ou à ne pas dépasser.
Eventuellement, le calculateur peut contrôler le moteur pour
que le moteur assure un maintien de la jambe de train en position
via la génération d'un couple et ainsi permette de s'affranchir du
problème de résonance sol.
En outre, le calculateur peut aisément déduire du signal de
vitesse l'instant où l'organe de contact avec le sol touche le sol.
L'atterrisseur à balancier peut de plus comporter une ou
plusieurs des caractéristiques qui suivent.
Selon une première réalisation, l'atterrisseur à balancier peut
comporter un amortisseur à gaz articulé à la jambe de train et
configuré pour être articulé à une structure porteuse d'un aéronef.
Selon une deuxième réalisation, l'atterrisseur à balancier
peut être dépourvu d'un amortisseur à gaz, et par exemple d'un
amortisseur à huile ou de volume intégré dans un amortisseur à
gaz classique.
Dans cette configuration, l'encombrement peut être optimisé
en raison de l'absence totale d'une contrefiche usuelle.
La jambe de train peut être dépourvue d'amortisseur.
Indépendamment de la réalisation, le moteur peut être relié
mécaniquement à une roue dentée d'entrée solidaire de la jambe
de train au moins par un réducteur mécanique de vitesse de
rotation, ladite roue dentée d'entrée étant mobile en rotation autour
dudit axe de rétraction et de sortie.
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La roue dentée d'entrée peut être solidaire d'une partie de la
jambe de train. Par exemple cette partie de de la jambe pourrait
être directement celle assurant la rotation, soit de rétraction soit
d'extension de la jambe de train. La roue dentée d'entrée peut
donc être fixée à un tube de la jambe de train mobile en rotation
autour de l'axe de rétraction et de sortie.
Le réducteur mécanique peut comprendre un ou plusieurs
étages de réduction de vitesse de rotation et de couple dit plus
simplement étage de réduction de vitesse de rotation pour
optimiser le moteur à utiliser.
A titre d'exemple, sur un aéronef de 7500 kilogrammes ayant
une vitesse de descente de 2 mètres par seconde, l'utilisation de
deux réducteurs fournissant chacun un rapport de réduction de 10
peut permettre d'utiliser un moteur fournissant une puissance de
l'ordre de 50 à 70 kilowatts et apte à délivrer un couple moteur de
l'ordre de 150 à 300 Newton-mètre. Un tel moteur peut alors
présenter une masse et un encombrement raisonnables.
Selon une possibilité, l'atterrisseur à balancier peut
comporter un pignon de mesure en prise sur une roue dentée
d'entrée solidaire de la jambe de train, ledit premier capteur
mesurant une vitesse de rotation dudit pignon de mesure.
Eventuellement mais non obligatoirement, ledit pignon de mesure
peut avoir un nombre de dents inférieur à un nombre de dents de la
roue d'entrée pour améliorer la précision de la mesure.
Une faible rotation de la jambe de train génère alors une
rotation importante du pignon de mesure qui facilite la mesure de
vitesse angulaire précitée. Le signal de vitesse est alors porteur de
la vitesse de rotation du pignon de mesure qui est elle-même
proportionnelle à la vitesse de rotation de la jambe de train. Dès
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lors, le signal de vitesse fournit bien une information représentant
la vitesse de rotation de la jambe de train.
Selon un aspect, ledit organe mobile du moteur peut être
mobile en rotation autour d'un axe moteur décalé par rapport à
l'axe de rétraction et de sortie de la jambe de train.
Selon un aspect, ledit organe mobile du moteur peut
comporter un pignon moteur engrenant une roue de réduction, la
roue de réduction présentant un nombre de dents supérieur à un
nombre de dents du pignon moteur, ladite roue de réduction étant
solidaire en rotation autour d'un axe intermédiaire d'un pignon de
liaison, ledit axe intermédiaire étant parallèle à l'axe de rétraction
et de sortie, ledit pignon de liaison engrenant une roue dentée
d'entrée solidaire en rotation de la jambe de train, ledit pignon de
liaison ayant un nombre de dents inférieur à un nombre de dents
de la roue d'entrée.
Un couple exercé par l'organe mobile du moteur induit alors
un couple plus important sur l'axe de rétraction et de sortie de la
jambe pour permettre d'optimiser le moteur à utiliser.
Par ailleurs et notamment dans le cadre de la deuxième
réalisation, le calculateur peut alors commander le moteur en
fonction d'une composante supplémentaire fonction de la position
de la jambe de train pour compenser l'absence d'amortisseur dans
le cas d'un remplacement total de la contrefiche. Cette composante
additionnelle dite d'absorption, habituellement assurée par la
compression d'un gaz sur un atterrisseur classique, peut aussi
prendre en compte les paramètres ajustables précités.
Selon un aspect, le calculateur peut être configuré pour
contrôler ledit moteur en fonction au moins de ladite vitesse de
rotation établie à partir du premier signal et d'une position
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courante de la jambe de train qui est établie à partir du premier
signal ou d'un deuxième signal transmis par un deuxième capteur
en communication avec ledit calculateur.
Eventuellement, l'atterrisseur comporte un premier capteur
de type capteur de position, le calculateur utilisant le premier
signal pour obtenir la position requise et dérivant le premier signal
pour obtenir de plus la vitesse de rotation requise. Le premier
capteur peut aussi être dans ce cas un capteur de vitesse ou un
accéléromètre.
Selon un autre exemple, l'atterrisseur comporte au moins un
premier capteur pour déterminer la vitesse de rotation de la jambe
de train et au moins un deuxième capteur pour déterminer la
position de la jambe de train.
Le deuxième capteur est alors un capteur qui mesure une
information variant lorsque la jambe de train se déplace en rotation
autour de l'axe de rétraction et de sortie et donc en fonction de la
position angulaire de la jambe de train par rapport à une référence,
par exemple la position train rentré ou train sorti de la jambe de
train. Le deuxième capteur peut par exemple mesurer le nombre de
tours effectué par un élément mobile en rotation avec la jambe de
train. Un tel élément mobile peut par exemple inclure le pignon de
mesure précité. Le deuxième capteur peut aussi mesurer une
accélération ou une vitesse de rotation qui permet d'obtenir une
position par intégration.
Selon un aspect, le calculateur pouvant appliquer une loi
d'effort pour contrôler ledit moteur, ledit calculateur peut
mémoriser une unique loi d'effort munie d'au moins un coefficient
ayant une valeur fonction de ladite vitesse de rotation ou une
unique loi d'effort munie d'au moins un coefficient ayant une valeur
fonction de ladite vitesse de rotation et un coefficient à valeur
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réglable ou une pluralité de lois d'effort munies chacune d'au
moins un coefficient ayant une valeur fonction de la vitesse de
rotation. Au moins un coefficient à valeur réglable peut être relatif
à un des paramètres de réglage précités. En fonction de la
variante, au moins une desdites lois d'effort peut comprendre un
coefficient ayant une valeur fonction de la position de la jambe de
train voire un coefficient relatif à une commande de pas collectif
d'un rotor principal pour éviter les surcharges ou les rebonds.
Par exemple, le calculateur mémorise plusieurs lois dans une
mémoire, chaque loi correspondant à des conditions particulières
(vitesse de descente, température extérieure, masse de
l'aéronef...) et/ou comprenant des paramètres prédéfinis lui
permettant de calculer et d'appliquer à chaque instant une loi
adaptée à chaque condition d'utilisation de l'appareil. Le
calculateur utilise alors la loi correspondant aux conditions
courantes lors d'un atterrissage pour contrôler le moteur.
Selon un autre exemple, une unique loi peut comprendre des
paramètres ayant une valeur qui varie en fonction desdites
conditions.
Selon un aspect, l'atterrisseur à balancier peut comporter un
frein configuré pour immobiliser en rotation la jambe de train.
Par exemple, le frein est un frein par manque de courant
muni de cannelures de freinage. Ces cannelures sont alors en
prise avec des cannelures de la jambe de train ou d'un organe
solidaire en rotation de la jambe de train lorsque le frein n'est pas
alimenté électriquement pour immobiliser la jambe de train.
Selon un aspect, le moteur peut être un moteur électrique
asynchrone.
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Selon un aspect, la jambe de train peut s'étendre
longitudinalement selon une direction, ladite direction présentant
une inclinaison comprise entre 0 degré et 90 degrés au sol pour
qu'un effort exercé par le sol sur l'organe de contact avec le sol
induise un couple tendant à faire tourner ladite jambe de train
autour de l'axe de rétraction et de sortie.
Selon un aspect, l'atterrisseur à balancier peut être un
atterrisseur principal voire un atterrisseur auxiliaire d'un train
d'atterrissage d'aéronef.
Par ailleurs, l'invention vise un aéronef muni d'une structure
porteuse, par exemple un avion ou un giravion et éventuellement
un hélicoptère. Cet aéronef comporte un atterrisseur à balancier du
type de l'invention.
L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de
détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples
donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui
représentent :
- la figure 1, un dessin illustrant schématiquement un
atterrisseur à balancier selon l'invention muni d'un
amortisseur à gaz,
- la figure 2, un dessin illustrant schématiquement un
atterrisseur à balancier selon l'invention dépourvu
d'amortisseur, et
- la figure 3, une vue explicative d'un atterrisseur à
balancier selon l'invention dépourvu d'amortisseur.
Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont
affectés d'une seule et même référence.
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La figure 1 présente un atterrisseur 10 à balancier agencé
sur un aéronef 1. Eventuellement, l'atterrisseur 10 à balancier peut
être un atterrisseur principal du train d'atterrissage de l'aéronef 1.
Les éléments de l'aéronef n'ayant pas trait à l'atterrisseur 10 à
balancier ne sont pas représentés pour ne pas alourdir la figure 1.
L'atterrisseur à balancier peut être escamoté au moins
partiellement en vol dans une case de train de l'aéronef 1.
L'atterrisseur 10 à balancier comporte une jambe de train 15.
La jambe de train 15 est articulée à une structure porteuse 2 de
l'aéronef 1 de manière à être oscillante autour d'un axe de
rétraction et de sortie Al. En outre, la jambe de train 15 porte au
moins un organe 20 de contact avec le sol. Selon l'exemple de la
figure 1, la jambe de train 15 porte un unique organe 20 de contact
avec le sol de type roue.
La jambe de train 15 représente ainsi un balancier qui
présente au moins un voire un unique degré de liberté par rapport
à la structure porteuse 2, à savoir un degré de liberté en rotation
autour de l'axe de rétraction et de sortie Al. Dès lors la jambe de
train 15 peut effecteur une rotation entre deux positions
extrémales. Une première position extrémale est dénommée
position train rentré par commodité et représente la position
dans laquelle la jambe de train se trouve lorsque l'atterrisseur et
notamment l'organe 20 de contact avec le sol est escamoté au
maximum dans une case de train. Une deuxième position extrémale
est dénommée position train sorti par commodité et représente
la position dans laquelle la jambe de train se trouve lorsque
l'atterrisseur et notamment l'organe 20 de contact avec le sol est
au maximum sortie de la case de train. Eventuellement, une
position intermédiaire dite position train semi-rentré par
commodité peut être mémorisée, l'atterrisseur et par exemple
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l'organe 20 de contact avec le sol se trouvant partiellement dans la
case de train lorsque la position train semi-rentré est atteinte.
Selon un aspect, la jambe de train 15 peut s'étendre
longitudinalement selon une direction A5. Cette direction A5
représente l'axe reliant l'axe de rotation de la jambe, en lien avec
la structure porteuse 2 et l'organe 20 de contact avec le sol. Dans
la position train sorti, la direction A5 peut être établie pour ne pas
être confondue avec la direction de la réaction du sol sur l'organe
20 de contact avec le sol. Cette direction A5 peut présenter une
inclinaison ALPHA comprise entre 0 degré et 90 degrés avec le sol
100. Dès lors l'effort Fs exercé par le sol 100 sur l'organe 20 de
contact avec le sol induit un moment tendant à faire tourner la
jambe de train 15 autour de l'axe de rétraction et de sortie Al
selon un sens allant vers sa position train rentré. Le moment est
exercé sur un tube 16 de l'arrangement d'articulation autour de
l'axe de rétraction et de sortie Al, ce tube 16 étant suffisamment
rigide pour éviter de se déformer fortement en torsion afin de
garantir la rotation de la jambe de train. En d'autres termes, le
moment induit un couple Ms sur l'axe de rétraction et de sortie de
la jambe de train.
Par ailleurs, la jambe de train 15 peut comprendre par
exemple un tube ou plusieurs tubes, creux ou pleins, solidarisés
les uns aux autres.
Par exemple, la jambe de train peut comprendre un
arrangement intermédiaire muni d'un tube 17 ou de plusieurs
tubes. Ce tube 17 ou ces tubes peuvent s'étendre selon la
direction A5.
Selon un aspect, la jambe de train peut comprendre un
arrangement de liaison portant l'organe 20 de contact avec le sol.
Selon l'illustration de la figure 1, L'arrangement de liaison peut
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comprendre une fusée de roue 18 solidaire de l'arrangement
intermédiaire.
Selon un aspect, la jambe de train peut par ailleurs
comprendre un arrangement d'articulation à articuler à la structure
porteuse 2. Selon l'illustration de la figure 1, l'arrangement
d'articulation peut comporter un tube 16 creux solidaire de
l'arrangement intermédiaire. Un tube 16 de l'arrangement
d'articulation peut par exemple s'étendre perpendiculairement à un
tube 17 de l'arrangement intermédiaire. Une articulation de la
jambe de train à la structure porteuse 2 peut alors comprendre un
arbre de pivotement qui est fixé à la structure porteuse et qui
traverse le tube creux, une chape 3 portant le tube 16...
Eventuellennent, la jambe de train peut être dépourvue
d'amortisseur. Eventuellement, la jambe de train peut être
dépourvue de tubes mobiles par rapport à d'autres tubes. Cette
caractéristique n'empêche pas d'articuler la jambe de train à un
amortisseur 80 selon la variante décrite par la suite.
Par ailleurs, l'atterrisseur 10 à balancier possède un moteur
éventuellement électrique. Par exemple mais non
20 exclusivement, le moteur 25 est un moteur électrique asynchrone.
Le moteur 25 comporte un carter éventuellement fixé à la
structure porteuse 2. Le moteur est relié mécaniquement à la
jambe de train 15 pour qu'un mouvement d'un organe mobile du
moteur 25 génère un couple sur la jambe de train 15. Par exemple,
25 le moteur 25 est un moteur rotatif pourvu d'un organe mobile ayant
un arbre de sortie 26 effectuant un mouvement rotatif autour d'un
axe moteur A3. Par exemple, le moteur comporte un rotor solidaire
de la structure porteuse et un stator relié mécaniquement à la
jambe de train, ou inversement. L'axe moteur A3 peut être décalé
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par rapport à l'axe de rétraction et de sortie A1 et/ou parallèle à
l'axe de rétraction et de sortie Al.
Le moteur 25 peut être relié directement à la jambe de train
par un connecteur mécanique usuel, par exemple via des vis liant
une bride d'un organe rotatif du moteur à une bride de la jambe de
train. Alternativement et conformément à notamment l'illustration
schématique de la figure 1, le moteur 25 peut être relié à la jambe
de train par une chaine mécanique.
Cette chaîne mécanique peut comprendre un réducteur de
vitesse de rotation 50 pourvu d'un ou plusieurs étages de réduction
de vitesse de rotation. Par exemple, un arrangement d'articulation
de la jambe de train est muni d'une roue dentée d'entrée 51. Le
moteur peut alors être relié mécaniquement à la roue dentée
d'entrée au moins par un réducteur mécanique 50 de vitesse de
rotation à un ou plusieurs étages de réduction de vitesse de
rotation.
Selon un autre aspect, l'atterrisseur 10 à balancier est muni
d'un ensemble de mesure 30 mesurant des valeurs de paramètres
de l'atterrisseur.
Cet ensemble de mesure 30 comprend a minima un ou par
sécurité plusieurs premiers capteurs 31. Chaque premier capteur
31 mesure une information de déplacement permettant d'obtenir la
vitesse de rotation de la jambe de train 15 voire la position de la
jambe de train, directement ou indirectement en surveillant un
organe de la jambe de train ou en surveillant un organe mobile en
rotation conjointement avec la jambe de train. Par exemple, le
premier capteur 31 est un capteur connu sous l'acronyme RVDT.
Cet ensemble de mesure 30 peut comprendre au moins un
deuxième capteur 32 qui mesure une information de déplacement
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permettant d'obtenir notamment la position angulaire de la jambe
de train 15 autour de l'axe de rétraction et de sortie A1, par
exemple par rapport à une référence, directement ou indirectement
en surveillant un organe de la jambe de train ou en surveillant un
organe mobile en rotation conjointement avec la jambe de train.
Par exemple, le capteur de position 32 est un capteur connu sous
l'acronyme RVDT.
Par ailleurs, l'atterrisseur à balancier de la figure 1 comporte
un amortisseur à gaz 80 articulé à la jambe de train 15 et à la
structure porteuse 2.
Selon la figure 2, l'atterrisseur à balancier ne comporte
aucun amortisseur.
Selon un autre aspect, l'atterrisseur 10 à balancier comprend
un calculateur 40. Le calculateur peut comprendre par exemple au
moins un processeur 41 et au moins une mémoire 42, au moins un
circuit intégré, au moins un système programmable, au moins un
circuit logique, ces exemples ne limitant pas la portée donnée à
l'expression calculateur . Le calculateur peut être un calculateur
dédié ou un calculateur de l'aéronef ayant de multiples fonctions.
Le calculateur peut être déporté par rapport au reste de
l'atterrisseur à balancier.
Le calculateur 40 est en communication via des liaisons
filaires ou non filaires avec le moteur 25 et chaque capteur de
l'ensemble de mesure 30, à savoir avec chaque premier capteur 31
et le cas échéant avec chaque deuxième capteur 32. En présence
de plusieurs capteurs mesurant une même information, le
calculateur peut déterminer ladite information par des méthodes
usuelles. Dès lors, le calculateur 40 est configuré pour contrôler le
moteur 25 en fonction au moins d'une vitesse de rotation de la
jambe de train déduite du premier signal transmis par le premier
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capteur 31 et éventuellement d'une position de la jambe de train
déduite du premier signal ou le cas échéant d'un deuxième signal
transmis par le deuxième capteur 32.
Lorsque l'aéronef est sur le point d'atterrir, le calculateur 40
transmet un signal au moteur 25, par exemple pour placer
l'atterrisseur à balancier dans la position train sorti. Par exemple,
cette étape est requise sur ordre d'un pilote via un bouton relié au
calculateur 40 par des liaisons filaires ou non filaires ou tout autre
dispositif de contrôle.
Lorsque l'organe de contact avec le sol touche le sol et induit
un couple Ms tendant à faire tourner la jambe de train, le
calculateur 40 sollicite le moteur 25 pour amortir la descente en
contrôlant le déplacement de la jambe de train vers la case de train
en induisant un couple Mr, opposé au couple Ms. Le couple Mr qui
peut s'additionner à un couple Ma généré par l'amortisseur 80 dans
le cas de la solution de la figure 1 comprenant toujours un
amortisseur ou peut uniquement être opposé au couple Ms dans le
cas de la solution de la figure 2 sans amortisseur.
A cet effet, le calculateur 40 commande le moteur 25 pour
appliquer une loi d'effort pouvant être directement mémorisée dans
le calculateur et éventuellement paramétrable en direct pour que le
moteur applique une loi adaptée à la situation courante. Cette loi
d'effort peut être mémorisée sous la forme d'une ou plusieurs
lignes de code, d'un ou plusieurs composants logiques d'un circuit
tels qu'un sommateur, un soustracteur...
Selon une première option, le calculateur 40 mémorise une
unique loi d'effort munie d'au moins un coefficient ayant une valeur
fonction de la vitesse de rotation mesurée.
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Selon une deuxième option, le calculateur 40 mémorise une
unique loi d'effort munie d'au moins un coefficient ayant une valeur
fonction de ladite vitesse de rotation et un coefficient à valeur
réglable en fonction par exemple de la position mesurée, de la
masse de l'aéronef, du centrage de l'aéronef, des conditions
d'atterrissage, de la température à l'extérieur de l'aéronef, d'une
garde au sol à atteindre...
Selon une troisième option, le calculateur 40 mémorise une
pluralité de lois d'effort d'un des types précédents et donc munies
chacune d'au moins un coefficient ayant une valeur fonction de la
vitesse de rotation et éventuellement un coefficient à valeur
réglable en fonction par exemple de la position mesurée. Une
même composante peut être relative à une valeur fonction de la
vitesse de rotation et à une autre valeur réglable Par exemple, le
calculateur peut utiliser une loi parmi un ensemble de lois, chaque
loi étant fonction d'une valeur particulière d'un paramètre tel que
par exemple un paramètre relatif à la masse de l'aéronef, au
centrage de l'aéronef, aux conditions d'atterrissage, à la
température à l'extérieur de l'aéronef, à une garde au sol à
atteindre.
Au moins une loi peut aussi être utilisée pour solliciter le
moteur afin d'escamoter l'atterrisseur dans la case de train.
Selon un autre aspect, l'atterrisseur 10 à balancier peut
comporter un frein 60 configuré pour immobiliser en rotation la
jambe de train 15.
Par exemple, le frein est un frein électrique à manque de
courant. Le frein comporte alors un organe de blocage, tel que par
exemple un doigt muni de cannelures, qui se déplace en l'absence
d'un courant électrique pour bloquer par interférence de forme la
jambe de train. Le doigt peut bloquer la jambe de train en tant que
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telle ou un organe mobile conjointement avec la jambe de train. En
cas de coupure de courant électrique anormale ou sur ordre d'un
pilote par exemple, le frein immobilise alors la jambe de train, par
exemple dans la position train sorti.
La figure 3 illustre une réalisation de l'invention.
Selon cette réalisation, la jambe de train peut être solidaire
d'une roue dentée d'entrée 51 qui est mobile en rotation autour de
l'axe de rétraction et de sortie A1. Par exemple, la roue d'entée
d'entrée est fixée à un tube 17 de la jambe, le tube 17 étant
articulé à la structure porteuse par un pivot.
Eventuellement, l'atterrisseur 10 à balancier peut comporter
un pignon de mesure 60 qui inclut des dents engrenées par des
dents de la roue dentée d'entrée 51 pour former un engrenage
multiplicateur de vitesse de rotation. Le pignon de mesure 60 a
alors un nombre de dents inférieur au nombre de dents de la roue
d'entrée solidaire de la jambe de train 15.
Dès lors, le premier capteur 31 peut être un capteur de
vitesse mesurant une vitesse de rotation de ce pignon de mesure
60 et/ou le deuxième capteur 32 peut être un capteur position
mesurant une position de ce pignon de mesure 60.
Alternativement, le premier capteur peut par exemple mesurer une
position de ce pignon de mesure 60 ou une accélération de ce
pignon de mesure 60 et/ou le deuxième capteur peut par exemple
mesurer une vitesse de rotation de ce pignon de mesure 60 ou une
accélération de ce pignon de mesure 60.
En outre, le moteur 25 est aussi mécaniquement lié à la roue
dentée d'entrée par un réducteur de vitesse de rotation.
Ainsi, le moteur peut comprendre un arbre rotatif 26 portant
un pignon moteur 27 mobile en rotation autour d'un axe moteur A3.
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Selon une version à un étage de réduction non illustrée, le
pignon moteur peut engrener la roue dentée d'entrée 51.
Selon la version à deux étages de réduction illustrée, le
pignon moteur 27 comprend des dents qui engrènent des dents
d'une roue de réduction 52. La roue de réduction 52 présente un
nombre de dents supérieur à un nombre de dents du pignon moteur
27. En outre, la roue de réduction 52 est solidaire en rotation
autour d'un axe intermédiaire A4 d'un pignon de liaison 53. Cet axe
intermédiaire A4 est parallèle à l'axe de rétraction et de sortie Al
et à l'axe moteur selon l'exemple représenté mais peut être orienté
différemment pour répondre à d'autres architectures de boîtes. Dès
lors, le pignon de liaison 53 comprend des dents qui engrènent des
dents de la roue dentée d'entrée 51, le pignon de liaison 53 ayant
un nombre de dents inférieur à un nombre de dents de la roue
dentée d'entrée 51.
Selon d'autres réalisations, le réducteur de vitesse de
rotation peut comprendre plus de deux étages de réduction de
vitesse.
La figure 3 illustre de plus la possibilité de ne pas freiner
directement la jambe de train mais par exemple en bloquant un
organe du réducteur de vitesse de rotation.
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.
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