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" Perfectionnements apportés aux trains d'atterrissage des aéroplanes.
La présente invention est relative aux trains d'atterris- sage des aéroplanes. Dans les dernières années , à cause de l'augmentation des dimensions des aéroplanes et de l'accroissement de leurs vitesses au départ et à l'atterrissage, on a trouvé nécessaire d'augmenter les pistes et une surface considérable de l'aérodrome est, par conséquent, nécessaire pour permettre aux aéroplanes de s'envoler et d'atterrir en sécurité pour toutes les- conditions de vent. En outra, pour obtenir un départ ou envol convenable, il est préférable d'utiliser une surface d'aérodrome qui soit à niveau, mais comme des terrains plats et de grande étendue sont souvent difficiles à trouver, on peut être amené à faire des dépenses considérables pour niveller, drainer et prépa- rer le terrain de toute autre manière.
La présente invention a pour but, surtout, de réaliser
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des moyens à l'aide desquels des aéroplanes peuvent tout aussi bien s'envoler qu'atterrir sur des aérodromes suivant des directions autres que celles orientées contre ou suivant le vent ce qui permet de se servir d'aérodromes dont l'étendue est plus petite que celle qui, sans cela, serait nécessaire.
Elle consiste à faire comporter à l'aéroplane un train d'atterrissage comprenant des moyens à l'aide desquels l'ensemble du train puisse être orienté suivant une position pour laquelle il fasse un angle avec la direction suivant laquelle est orientée la pointe ou le nez de l'engin et puisse être maintenu dans cette position, l'ensemble du train d'atterrissage étant agencé de manière que l'aéroplane puisse s'envoler et atterrir suivant des directions autres que celle opposée au vent. Par l'expression "train d'atterris- sage" on désigne cette partie de l'aéroplane qui vient en contact avec le terrain sur lequel l'engin se pose ou à partir duquel il s'envole.
Par conséquent, si un aviateur désire poser son appareil suivant une direction désirée autre que celle orientée contre ou avec le vent, il dirige son aéroplane de manière telle, lorsqu'il vient en contact avec le sol de l'aérodrome, que l'engin se déplace suivant cette direction et il oriente également les roues dans cette direction afin que l'aéroplane, en touchant le sol, continue son mouvement dans cette direction sans qu'il,en résulte des sollicitations latérales importantes du train d'atterrissage.
De même, pour s'envoler suivant une direction autre que celle orientée contre ou suivant le vent, les roues sont orientées de manière que la composante de la poussée produite par l'hélice et qui est perpendiculaire à la direction du mouvement de l'engin, compense approximativement les sollicitations latérales exercées sur l'appareil par le vent latéral.
Suivant une autre disposition faisant l'objet de l'un- vention, on fait comporter à un'aéroplane un train d'atterrissage comprenant des moyens par lesquels une partie dudit train peut être déplacée angulairement jusqu'à une position pour laquelle il
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fait un angle avec la direction suivant laquelle la pointe ou le nez de l'appareil est orienté et peut être maintenue dans cette position, la partie restante dudit train d'atterrissage, qui n'a pas été déplacée angulairement et qui n'est pas maintenue de cette manière, étant susceptible d'osciller et l'ensemble du train d'atterrissage étant agencé de manière que l'aéroplane puisse s'envoler et atterrir suivant des directions autres que celle contre ou avec le vent.
En outre, une partie du train d'atterrissage peut comporter des moyens séparés propres à le faire tourner et à le maintenir afin que cette partie puisse être déplacée angulairement et maintenue suivant des directions différentes de sorte que l'engin peut ainsi être guidé ouddirigé quand ladite partie est en contact avec le terrain pour l'envolée ou l'atter- rissage. Dans ce cas il est, évidemment,nécessaire que la partie choisie convienne à cet effet c'est-à-dire qu'elle permette un tel guidage de l'engin. L'invention est plus particulièrement applicable à des avions dont le train d'atterrissage vient en contact avec le terrain en au moins trois points pendant l'atterris- sage et l'envol car dans ce cas on peut aisément commander, pendant ces opérations, la direction du mouvement de l'engin.
Les dessins ci-annexés montrent à titre d'exemple, quelques modes de réalisation préférés de l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, les conditions qui se présentent pendant l'atterrissage et l'envol d'un aéroplane en travers du vent.
La fig. 2 montre, schématiquement, un dispositif mécanique pour faire tourner les roues principales et la roue avant d'un aéroplane.
La fig. 3 montre, à plus grande échelle, la commande supplémentaire pour diriger l'aéroplane.
La fig. 4 montre, en coupe partielle, une jambe avec amortisseur de choc d'un train d'atterrissage et qui convient à une roue avant ou arrière qui est susceptible d'osciller en @ -
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comportant des moyens auto-redresseurs, ladite jambe comprenant un mécanisme de commande supplémentaire pour modifier l'orienta- tion de la roue.
La fig. 5 montre, schématiquement, un dispositif hydrau- lique pour la commande à distance et appliqué à une seule roue pour obtenir la modification de son orientation étant entendu qu'un mécanisme analogue est prévu également pour chaque roue à commander.
La fig. 6 montre, en coupe, un mécanisme de verrouillage pour immobiliser une roue suivant une direction déterminée.
La fig. 7 montre un indicateur de dérive avec des moyens pour indiquer les positions angulaires des roues et elle montre également, d'une manière schématique, les liaisons par câbles aboutissant à ces dernières.
La fig. 8 montre, en élévation, le même indicateur et les moyens indiquant les orientations des roues quand ces organes occupent une position pour un atterrissage avec dérive.
La fig. 9 enfin, montre à plus grande échelle et en coupe un des bras indicateurs pour le train d'atterrissage.
Sur la fige 1 l'aéroplane est désigné par 10 et une piste d'aérodrome est montrée schématiquement comme étant limitée par des lignes 11 parallèles à la direction d'atterrissage ou d'envol et qui est désignée par la flèche 12. La direction du vent qui, à titre d'exemple, est considérée comsne étant perpendi- culaire à la piste de l'aérodrome, est désignée par les flèches 13 et un simple calcul permet d'obtenir l'angle de dérive c'est-à dire l'angle qui doit être formé entre le train d'atterrissage, c'est-à-dire les roues de celui-ci, avec la direction suivant laquelle la pointe ou le nez de l'appareil, c'est-à-dire l'axe longitudinal de celui-ci,
est orientée afin que l'atterrissage puisse être effectué sans qu'il en résulte des sollicitations latérales importantes du train d'atterrissage. Pour l'envol les calculs peuvent être faits en tenant compte de l'effort résultant de la poussée.de l'hélice dans ces conditions. On
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voit sur la fig. 1 que la direction du déplacement de l'aéroplane est décalée par rapport à la direction de son axe longitudinal
A - B et que les trois roues de son train d'atterrissage, csest-à- dire les deux roues principales 14 et la roue avant 15 sont sensible- ment parallèles. Cette marche "en crabe" de l'aéroplane a lieu suivant l'orientation de la flèche 12.
Sur les figs 2 et 3 on a montré également le train d'atterrissage à trois roues, les roues principales 14 pouvant tourner autour d'axes sensiblement verticaux 16. Les roues 14 sont, avantageusement, portées par des .jambes télescopiques appro- priées, du type cantilever avec amortissement des chocs, lesdites jambes comportant des moyens pour la transmission de l'effort entre les éléments télescopiques, par exemple sous forme de liaisons à genouillère bien connues, alors que les extrémités supérieures des amortisseurs-de chocs sont tourillonnées dans des supports appropriés écartés les uns des autres et prévus sur l'aéroplane, ces supports comportant des paliers,de butée convenables pour pouvoir supporter les efforts se produisant pendant l'atterrissage.
Sur l'extrémité supérieure de chaque jambe est fixé un bras de commande 17 afin que le déplacement angulaire de celui-ci provoque un changement dans l'orientation de la roue 14 correspondante.
La roue avant 15 est montée, d'une manière analogue, sur un axe 16 de manière qu'elle puisse être déplacée angulairement par un bras
17 qui est relié par une biellette 18 à un levier 19. Le levier 19 est fendu en 20 et des fentes analogues sont dans les bras 17 des roues 14. En un point intermédiaire 21 le levier 19 est articulé à une bielle 22, l'axe d'articulation étant guidé dans une coulisse 23 de manière à pouvoir être déplacé vers l'avant et l'arrière. La bielle 22 est articulée en 24 à une gouverne 25 propre à être commandée au pied par le pilote et qui actionne également le gouvernail de direction.
Il est à noter que le mouve- ment angulaire de la barre de gouvernail ou de direction 25 autour de son pivot 26 provoque un mouvement angulaire, qui n'est
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pas nécessairement égal au premier, de l'amortisseur de chocs et qui sert de support à la roue 15 autour de son axe 16 de manière qu'on puisse obtenir ainsi un effet de gouverne supplé- mentaire en plus des déplacements angulaires et parallèles des roues ou en plus de l'effet obtenu par les roues 14 comme décrit ci-dessous. Les fentes 20, ménagées dans les leviers 17, servent de logement à des ergots 27 montés sur un mécanisme à écrou 28 empêché de tourner par des moyens appropriés en étant engagé dans une coulisse 29 (comme indiqué pour les roues 14),la coulisse étant montée sur l'avion et supportant des consoles 30.
Une conso- le analogue 30 est prévue pour la roue avant 15 et des paliers d'appui et de retenue 31 supportent des tiges 32 et 33. La consti- tution des paliers est montrée nettement sur la fig. 3 et la tige 33 qui est logée dans la console 30 porte un volant 34 à l'aide duquel on peut faire tourner cette tige 33 pour provoquer une rotation relative entre l'écrou 28 et la partie filetée 35 de la tige 33. Des parties filetées analogues 35 sont prévues sur les extrémités de la tige 32 qui se trouve entre les roues 14 de l'avion 10. La rotation du volant 34 est transmise par les engre- nages coniques 36 et 37.
Les filetages prétus sur les extrémités opposées de la tige 33 sont de même sens alors que pour tenir compte du fait que les rotations des tiges 32 et 33 ont des directions inverses à cause de l'intervention des roues coniques 36 et 37, le filetage de la tige 33 est de sens opposé. Ainsi, par exemple, on peut donner à la tige 32 des filetages à gauche et à la tige 33 un filetage à droite. Les longueurs des bras 17 établis entre les axes 16 et les ergots 27 sont égales entre elles et égales aussi au levier établi entre le pivot et l'ergot 27 engagé dans la fente 20 ménagée dans le levier 19 de manière que, le rapport de transmission entre les roues dentées 36 et 37 étant égal à I - I, on obtienne en substance un parallélisme entre les roues 15 et 14 quand on fait tourner le volant 34.
Il est à noter qu'un mécanisme à bras parallèles provoque la rotation du levier
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19 autour du pivot 21 et celle de l'absorbeur de choc de la roue avant 15 autour de son axe 16. Si un servo-moteur est nécessaire pour faire tourner les roues, on peut avantageusement faire intervenir un moteur électrique tel que celui montré en 38.
Dans certaine cas on peut juger désirable de permettre à la roue avant d'osciller de manière qu'elle soit rendue "balladeuse" de préférence avec intervention d'un effet de rete- nue produit par des moyens élastiques, par exemple un ressort, tout en permettant à ladite,roue de tourner avec les roues principales. Sur la fig. 4 on a montré, schématiquement, un montage avec amortisseur de chocs et comprenant des moyens pour permettre une oscillation limitée de la roue avec un mécanisme auto-redresseur. Ce¯dispositif comprend des moyens télescopiques avec une pièce tubulaire extérieure 39 qui est montée, sans pouvoir tourner, sur une partie 40 de l'avion.
Une jambe de retenue 41 est reliée à l'extrémité inférieure de ladite pièce tubulaire 39 par l'intermédiaire d'un collier 42 alors que l'extrémité supérieure de ladite jambe 41 est fixée à l'avion de toute manière appropriée. La roue 15 est logée dans une four- che 43 portée par l'extrémité inférieure d'un tube interne 44 qui est empêché de se dégager axialement du tube extérieur 39 par des butées montrées schématiquement en 45. Le tube 44 se termine à une certaine distance .en dessous de l'extrémité supérieure du tube 39 de manière à permettre leur mouvement télescopique pour l'absorption des chocs.
Dans son extrémité supérieure le tube présente une paire de rainures longitudina- les et diamétralement opposées 46 dans lesquelles est logée une tige transversale 47 engagée dans une pièce 48 en forme de came et dont le corps cylindrique 49, dirigé vers le bas, peut coulisser télescopiquement dans le tube intérieur 44. Un ressort hélicotdal de compression 50 est logé dans lestubes 49 et 44 et sollicite l'amortisseur de choc de manière qu'il ait une tendance à s'allonger télescopiquement. La came 48 coopère
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avec une came 51 constituée d'une minière complémentaire et qui est mont se sur un support 52 en forme de cuvette, par l'intermé- diaire d'une butée à billes 53.
Pour la position montrée sur la fig. 4, l'absorbeur de chocs est complètement allongé et les cames 48 et 51 sont appliquées élastiquement l'une sur l'autre par le ressort 50. Lorsque l'absorbeur est comprimé, la tige transversale 47 coulisse dans les fentes 46 en permettant un mouvement relatif entre les tubes 39 et 44 et en comprimant le ressort 50 pendant qu'un effort est exercé sur les cames 48 et 51 pour les maintenir en contact afin que celles-ci puissent exercer un effort de redressement au cas où la roue 15 oscillerait par suite de la rotation du tube 44. Cette rotation est évidemment transmise à la came 48 par la tige 47 et la came 52 est normale- ment fixe mais peut être déplacée angulairement, comme indiqué ci-dessus, par un bras 17 pour obtenir la modification de l'orientation de la roue 15 comme expliqué au sujet de la fig. 2.
La déplacement angulaire du levier 17 provoque la rotation de la came 51 qui est transmise à la came 48 et de là à la fourche 43 portant la roue 15. Une variante pour obtenir une oscillation restreinte ou limitée de la roue 15 peut être réalisée aisément, dans le cas de la disposition selon la fig. 3, en constituant la bielle 18 de manière que sa longueur puisse être modifiée télescopiquement contre l'action de moyens de retenue élastiques.
La disposition serait alors telle qu'on puisse obtenir un allon- gement et un raccourcissement de la bielle 18.
Quand on utilise un dispositif hydraulique de commande à distance pour obtenir une modification dans l'orien- tation des roues il est avantageux de prévoir trois séries de dispositifs transmetteurs et récepteurs avec piston et cylindre à simple effet. Sur la fig. 5 on a montré un dispositif de ce genre. Dans ce cas la roue 14 peut également être déplacée angulairement en tournant autour d'un axe 16 de l'absorbeur de chocs mais à la place du bras 17 on a monté un secteur 54
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sur l'extrémité supérieure de l'absorbeur des chocs, ce sec- teur comportant des dents 55 pour immobiliser la roue 14 en cer- taines positions déterminées comme désigné ci-après. Le secteur 54 est relié par une biellette 56 à la tige 57 d'un piston 58 d'une unité réceptrice ou asservie et dont le cylindre est désigné par 59.
Le transmetteur comprend un cylindre 60, un piston 61 et une tige de piston 62 reliée par une biellette 63 à un bras 64 calé sur un secteur 65 avec denture hélicoïdale engrenant sur une vis sans fin 66 calée sur l'axe d'un volant 67 commandé à la main. Le secteur 65 peut porter des gradua- tions appropriées mobiles devant un repère fixe 68 et à l'aide desquelles on peut se rendre compte de l'orientation donnée à la roue. Pour faciliter le retour du piston 58 on peut prévoir dans le cylindre 59 une chambre 69 communiquant avec une bouteille d'air comprimé 70 qui peut être remplie par une soupape ou valve 71 de manière que le piston 58 soit sollicité élastiquement vers la gauche de la fig. 5 jusqu'à une position pour laquelle il vient buter contre l'extrémité du cylindre quand on sait que la roue occupe une position angulaire détermi- née.
Le piston 61 du transmetteur comprend une soupape à ressort 72 montée sur une tige 73 qui est susceptible de buter contre le fond du cylindre 60 quand le piston 61 occupe sa position supérieure. Les deux cylindres 61, 59 sont reliés entre eux par un seul conduit rempli avec du liquide et l'espace au-dessus du piston 61 forme un réservoir pour y recueillir ou accumuler l'excès de liquide afin qu'un synchronisme soit conservé entre le piston 61 et 58. Pour synchroniser le système et pour être ainsi certain que la roue 14 suit exactement le mouvement du secteur 65 le piston 61 et, de temps en temps, soulevé jusqu'à sa position extrême supérieure ce qui provoque l'ouverture de la soupape 72 quand la tige 73 bute contre le fond du cylindre.
L'effort exercé par l'air comprimé dans la chambre 69 refoule le piston 58 vers sa position extrême de sorte que la roue 14
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occupe également sa position extrême.Il est à noter que les transmet- teurs correspondant respectivement aux roues sont destinée à être commandés par un volant commun 67 et par un secteur 65 à l'aide de bras de commande 64 qui sont tous calés sur l'axe 74. Si l'on désire remettre les roues en parallélisme au cas où une raison quelconque, telle qu'une fuite de liquide ou un changement de température, aurait provoqué de légères modifications dans leur orientation, on applique l'opération indiquée ci-dessus pour un dispositif, simulta- nément pour tous les dispositifs.
Des moyens de verrouillage appropriés, qui peuvent être utilisés avec une disposition de ce genre, sont montrés sur la fig. 6 et ils comprennent un transmetteur séparé, fonctionnant par une pression hydraulique, avec un piston 75 et un cylindre 76 commun avec trois cylindres asservis dont un est montra sur la fig. 6. Il comprend un cylindre 77 et un piston 78 portant un verrou plongeur 79. Les pistons 75 et 78 sont ramenés par des ressorts 80 et 81 et un tube unique 82 relie le transmetteur à l'unité asservie. Un réservoir en charge 83 avec soupape de retenue 84 intervient pour compenser toute fuite du dispositif. Le cylindre 76 porte un prolon- gement cylindrique 85 qui sert de logement à un poussoir coulissant 86, servant à la commande du verrou 79 et qui constitue la tige du piston 75.
Le prolongement cylindrique supporte un volant 67 et une vis sans fin 66 engrenant avec le secteur 65 à denture hélicoïdale.
Le fonctionnement du verrou est le suivant. Quand le poussoir 86 est refoulé vers l'intérieur, une pression est créée dans le cylindre 86 et cette pression est transmise dans le cylindre asservi 77 pour écarter le verrou 79 de la denture 55 du secteur 54 ce qui libère ce dernier pour qu'il puisse tourner avec l'axe 16. Afin que le verrou reste dégagé, pendant le réglage de l'orientation des roues par le volant 67, une détente à ressort 87 pénètre dans une encoche 88 de la tige du piston 78. Il est à noter qu'une légère traction, exercée sur le poussoir 86, dégage la détente 87 hora de l'encoche et permet au verrou de revenir en contact avec le secteur.
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Sur les figs 7, 8 et 9 on a montré, schématiquement, un mécanisme indicateur pour l'orientation des roues. Les bras 17 calés sur les organes absorbeurs de chocs portent des secteurs 89 fixés sur les axes 16 en ayant un rayon approprié. Le dispositif indica- teur est combiné, de préférence, avec un indicateur de dérive d'un genre connu et comprenant une glace circulaire 90 avec des fils alidades 91, ladite glace étant montée dans une lunette 92 qui peut tourner aisément dans un support 93 fixé sur le fond du fuselage afin que le pilote puisse observer le sol au travers de la glace 90.
En dessous de la glace 90 on a monté sur un axe pivotant central 94, trois bras indicateurs 95 portant des repères 96 simulant les roues dont ils doivent indiquer la position angulaire. Les bras 95 portent, à leurs extrémités externes, quatre secteurs 97, chacun de ces secteurs étant relié au secteur correspondant 89 de la roue envisagée par un fil ou câble 98. Les fils 98 ont leurs extrémités reliées respectivement aux secteurs 89 et 97 et des ressorts tendeurs 99 maintiennent lesdits fils à l'état tendu. Pour permettre un réglage initial des indicateurs et des roues on établit des organes de réglage rotatifs 100 dans lesdits fils pour faire varier leur lon- gueur. Lesfils sont guidés par des poulies 161 établies en des points appropriés. La fig. 9 montre à plus grande échelle untras indicateur 95 et les organes coopérant avec celui-ci.
Sur cette figure la lunette 92 et la glace 90 du dérivomètre n'ont pas été fit. montrées pour indiquer la rainure circulaire 102 dans laquelle les secteurs coulissants 97 sont guidés.
En utilisant un dispositif indicateur de ce genre, le pilote, après avoir réglé sa vitesse approximativement à celle de l'atterrissage, oriente les alidades 91 suivant la direction du déplacement sur le terrain en faisant tourner la lunette 92 et ce réglage lui permet de lire l'angle de dérive sur la graduation portée par ladite lunette et par rapport à un repère 103 monté sur le support. Il peut alors orienter les roues du train d'atterris- sage suivant l'angle désiré en manoeuvrant convenablement la
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commande de cea roues jusqu'à ce que les indicateurs 96, correspond dant à celles-ci,se trouvent dans l'alignement des alidades 91.
Sur la fig. 2 les tiges 32 et 33 ont été montrées comme étant rigides mais il est toutefois à remarquer qu'on peut être amené, dans le cas où une opération mécanique est désirable, à transmettre l'effort depuis une commande manuelle ou servo-motrice aux roues par l'intermédiaire de transmissions flexibles ou souples ou des organes de transmission à coulissement rectiligne ou agis- sant pur torsion. Par exemple pour un dispositif dans lequel un effet de torsion est transmis par un câble Bowden ou autre liaison flexible analogue, ce câble peut agir sur un organe fileté coopérant avec un écrou comme montré sur la fig. 2 ou également avec une vis sans fin coopérant avec un secteur denté.
De même, quand le train d'atterrissage établi selon la présente invention est utilisé pour des avions à grande vitesse, il peut être jugé désirable de prévoir des moyens propres à l'escamotage des roues en vue de réduire la résistance à l'avancement. Le mécanisme de commande pour obtenir l'orientation voulue des roues est alors, dans la plupart des cas, agencé de manière à pouvoir^être combiné avec la commande prévue pour l'escamotage.des roues afin de simplifier la constitution de l'ensemble. Par axemple, pour une disposition analogue à celle montrée sur la fig. 3,les roues principales 14 pourraient être aisé- ment escamotées, à l'aide d'une commande appropriée, en tournant autour de l'axe longitudinal de la tige 32 pendant que les écrous 28 tournent autour des parties filetées correspondantes de cette tige.
Il est évidemment nécessaire de prévoir des moyens appropriés qui sont propres à supporter les sollicitations qui se produisent, pendant l'atterrissage et l'envol, à l'extrémité supérieure du support de la voilure.
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