Plan du cours : Train d ’atterrissage Page 1

Plan du cours : Train d ’atterrissage

1. Généralités

2. Atterrisseur avant

2.1 Description et fonctionnement

2.2 Cinématique de rentrée et de sortie de l ’atterrisseur avant d ’un AIRBUS A300 et A320

2.3 Amortisseur

2.3.1 Principe de calcul simplifié d ’un amortisseur

2.4 Système de commande de direction

2.5 Reprise des efforts

3. Train principal: AIRBUS A300/A310

3.1 Description et fonctionnement

3.1.1 Principaux éléments constitutifs

3.1.2 Fonctionnement

3.2 Jante et dispositif de freinage

4. Présentation des cas de calcul dimensionnants pour les atterrisseurs principaux et auxiliaires

4.1 Remarques préliminaires

4.2 Trièdre de référence et notations

4.3 Charges de dimensionnement statique

4.3.1 Charges au sol pneus gonflés

4.4 Charges au sol pneus crevés

4.4.1 Charges au sol 1 pneu crevé

4.4.2 Charges au sol 2 pneus crevés

4.5 principaux cas dimensionnants

5. Présentation des essais réalisés sur atterrisseurs

5.1 Essais photostress

5.2 Essais statique

5.3 Essais dynamique

5.4 Essais de fatigue

5-4-1) Etablissement du spectre de fatigue

6. Exemples de problèmes en service rencontrés sur les atterrisseurs

1. Généralités:

On conviendra d ’appeler train d ’atterrissage, l ’ensemble des éléments pouvant constituer normalement un

appui permanent ou occasionnel de l ’avion avec le sol et atterrisseur chacun de ces éléments pris isolément.

La vue ci-dessus est celle d ’un AIRBUS A320. Cet avion possède deux atterrisseurs principaux disposés

symétriquement sous les ailes et un atterrisseur auxiliaire situé sous la pointe avant.

Les fonctions principales d ’un atterrisseur consistent à permettre les évolutions au sol jusqu ’au décollage

(roulage, remorquage, …), à amortir l ’impact d ’atterrissage et, par un système de frein associé aux

atterrisseurs principaux, à arrêter l ’avion sur une distance acceptable.

Ce cours fait référence aux trains d ’atterrissage de type AIRBUS.

2. Atterrisseur avant :

2.1 Description et fonctionnement:

Le train avant présenté ci-contre est un train

d ’AIRBUS A320. Il se rétracte vers l ’avant de

façon à bénéficier lors de sa sortie de l ’aide des

moments aérodynamiques.

En position verrouillée train bas, la jambe de

l ’amortisseur est inclinée vers l ’avant pour

assurer un déport suffisant du diabolo de roues

nécessaire à son libre recentrage.

Le caisson en alliage d ’aluminium est articulé

sur la structure avion par l ’intermédiaire de deux

demi -axes.

Un tube tournant en acier destiné à l ’orientation

des roues pivote à l ’intérieur du caisson. Il

comporte une couronne dentée entraînée en

rotation par une crémaillère, elle-même liée à un

vérin rapporté sur le caisson. ( cf. §2.4 )

La tige coulissante en acier est solidaire du tube

tournant par l ’intermédiaire d ’un compas.

La fusée est intégrée à la tige coulissante, le tout

formant un ensemble monobloc en acier réalisé

par forgeage

Le verrouillage en position sortie de la jambe est

réalisé par une contrefiche repliable à double

alignement.

L ’alignement principal est constitué de deux

éléments articulés au niveau d ’un cardan: un

panneau supérieur en alliage d ’aluminium forgé et

un bras inférieur en acier de forme tubulaire.

L ’alignement secondaire est constitué de deux

éléments articulés entre eux par une rotule: le

panneau supérieur (également en alliage

d ’aluminium forgé) qui s ’articule sur le caisson et

un bras inférieur en acier forgé.

Le panneau supérieur de l ’alignement principal est

articulé sur la structure de l ’avion par

l ’intermédiaire de deux demi-axes, tout comme le

caisson. Pour autoriser les déplacements imposés par

les déformations, les articulations sont équipées de

rotule.

Un vérin dit de contrefiche secondaire assure en

fonctionnement normal le verrouillage ou le

déverrouillage de l ’ensemble des deux contrefiches.

En l ’absence de pression hydraulique, deux ressorts

de traction assurent et maintiennent le verrouillage

sorti de l ’atterrisseur après sa sortie par gravité.

2.2 Cinématique de rentrée et de sortie de l ’atterrisseur avant d ’un AIRBUS A300 et A320:

Atterrisseur

avant

A300/A310/

A300600

Atterrisseur

avant

A320

2.3 Amortisseur:

Ses fonctions principales consistent à absorber l ’énergie de l ’impact

d ’atterrissage et à permettre toutes les évolutions au sol avec un maximum de

confort pour l ’équipage et les passagers.

Au niveau de la conception de l ’amortisseur deux cas se présentent très

classiquement.

- L ’amortisseur est indépendant du fût. Celui-ci est logé dans le fût. Dans ce

concept le fût se déforme et l ’amortisseur ne reprend que les efforts orientés

suivant son axe et travaille donc dans des conditions idéales. Cette solution

permet une dépose facilitée de l ’amortisseur(il suffit d ’extraire le bloc

amortisseur) ce qui en facilite la maintenance.

-Le corps d ’amortisseur est constitué par le fût de l ’atterrisseur. Cette

disposition généralement favorable d ’un point de vue de la masse, présente un

coût de maintenance plus important lors de fuites au niveau de l ’amortisseur.

Fonctionnement:

Le tube coulissant s ’enfonce et entraîne une diminution de la chambre

contenant l ’huile. L ’huile étant très peu compressible, s ’écoule par un orifice

dit de laminage situé sur le diaphragme dans une seconde chambre entraînant

en conséquence une compression de l ’azote.

Plusieurs type d ’amortisseurs existent, Mono-chambre, bi-chambre, avec tube

plongeur ….

Schéma de principe

de fonctionnement

d ’un amortisseur

2.3.1 Principe de calcul simplifié d ’un amortisseur:

2.3.1.1 Fonction « ressort »:

Assimilons la partie pneumatique de l ’amortisseur à un cylindre de section constante contenant un gaz

sous pression.

Notation:

S: Section du cylindre.

lo: Longueur initiale de la chambre d ’azote

po: pression initiale.

c : déplacement du piston à partir de la position de repos (course).

Si l ’on néglige les frottements des garnitures, si F < poS, le piston reste sur sa butée et l ’amortisseur ne

s ’enfonce pas. Lors de l ’atterrissage l ’effort est appliqué quasi instantanément. L ’enfoncement du piston

se fait suivant un processus adiabatique.

cl

lFFctepV

0

00

Le coefficient variant de 1.1 à 1.35, les plus faibles valeurs étant atteintes par les amortisseurs sans

piston séparateurs entre huile et azote (les échanges de chaleur sont favorisés par la pulvérisation dans

l ’azote de l ’huile passant à grande vitesse à travers l ’orifice de laminage).

c

lo

F

p

c

butée

enfoncement

détente

F

Fo + f

Fo

Fo - f

Dans le cas réel, il existe toujours des frottements de guide de

valeur f. Les caractéristiques d ’enfoncement et de détente se

différencient alors comme sur la figure ci-contre.

2.3.1.2 Fonction laminage:

En enfoncement rapide, l ’écoulement de l ’huile d ’une chambre à l ’autre à travers un orifice de faible

section se fait avec des pertes de charge importantes, donc avec apparition de part et d ’autre du diaphragme

d ’une différence de pression. Il en résulte l ’apparition d ’un effort dit de « laminage » proportionnel au carré

de la vitesse d ’enfoncement.

c

F laminage

Dans le cas d ’un atterrissage, la vitesse d ’enfoncement qui est nulle au

moment du début de l ’impact, passe rapidement par un maximum

avant de tendre vers zéro. Il en résulte une courbe caractéristique de

l ’effort de laminage en fonction de la course qui à l ’allure représentée

ci-contre.

Remarque: La forme de la courbe dépend étroitement de la conception technologique du dispositif de

laminage. La section de passage de l ’huile est en effet rarement constante sur les amortisseurs modernes

( présence de clapets ou d ’aiguille de laminage permettant d ’obtenir une section évolutive de l ’orifice de

laminage en fonction de la course).

2.3.1.3 Performance globale:

Au cours d ’un enfoncement rapide semblable à celui réalisé au moment de l ’atterrissage, on obtient en

rassemblant les résultats des deux paragraphes précédents, une courbe ( effort, course ) du type présenté sur

le graphe ci-dessous.

Course

C max

F max

Effort F

Remarque:

L ’énergie maximale que peut absorber l ’amortisseur pour une course maximale Cmax et un effort

maximum Fmax est Wmax = Fmax . Cmax

On appelle rendement d ’un amortisseur le rapport de l ’énergie réellement absorbée au cours de la

compression (aire hachurée) à l ’énergie maximale.

2.4 Système de commande de direction:

Présentation d ’une solution AIRBUS A320:

Le tube tournant situé à l ’intérieur du caisson est équipé

d ’une couronne dentée entraînée en rotation par

l ’intermédiaire d ’une crémaillère.

Chaque extrémité de la crémaillère constitue un piston.

L ’orientation des roues est obtenue en jouant sur la pression à

l ’intérieur de chaque chambre. La rotation du tube est

transmise au diabolo par l ’intermédiaire du compas.

2.5 Reprise des efforts:

- La contrefiche reprend essentiellement les efforts sol sens X.

- Le caisson reprend essentiellement les efforts sol sens Y et Z.

Le caisson et la contrefiche sont articulés sur la structure avion par

l ’intermédiaire de deux demi-axes. Ces liaisons comportent un jeu

qui permet à l ’atterrisseur d ’avoir une mobilité relative (quelques

dixième de millimètre ) dans la direction Y. Les efforts sens Y ne

sont transmis que lorsque le train arrive en butée d ’un coté ou de

l ’autre.

Tube tournant Piston

Crémaillère

X

X

X

X

Y

Y

Z

Z

Z

Z

3. Train principal: AIRBUS A300 /A310:

Barre de traînée

Atterrisseur

principal

A300/A300600

Atterrisseur

principal A310

3.1 Description et fonctionnement:

3.1.1 Principaux éléments constitutifs:

- Le caisson : il est réalisé en acier, il contient l ’amortisseur et assure la transmission des efforts en Z vers

la structure avion

- La barre de traînée: réalisée en acier, se reprend sur la partie inférieure du caisson et sur le bras

d ’articulation. Son rôle est de transmettre les efforts sens X à la structure de l ’avion.

- La contrefiche principale: réalisée en acier cette pièce permet en position verrouillée de transmettre les

efforts sens Y à la structure de l ’avion.

- Le compas (acier) : son rôle est d ’empêcher la rotation de la tige coulissante par rapport au caisson

- Le boggie (acier): balancier articulé sur la partie inférieure du tube coulissant est équipé à chacune de ses

extrémités d ’un essieu portant deux roues.

3.1.2 Fonctionnement:

Mécanisme de sortie et de verrouillage de l ’atterrisseur principal:

La sortie du train se fait par gravité. Le verrouillage du train se fait à l ’aide du vérin de verrouillage normal.

Celui-ci permet de bloquer l ’articulation de la contrefiche secondaire et par conséquence celle de la

contrefiche principale.

Mécanisme de rentrée de l ’atterrisseur principal:

Le vérin de verrouillage en se rétractant, « casse » la contrefiche secondaire, puis la contrefiche principale.

Le système ainsi déverrouillé est remonté dans la case de train à l ’aide du vérin de manœuvre.

Mécanisme d ’extension/retraction du TP

A300/A300600

3.5 Jante et dispositif de freinage:

La jante assure le support du pneu à carcasse radiale ainsi que le logement du système de freinage.

Le système de freinage est constitué de multiples disque (carbones) et d ’étriers à piston. Le freinage d ’un

avion lors d ’une phase d ’atterrissage ou lors de l ’interruption d ’une procédure de décollage, nécessite la

dispersion d ’une très grande quantité d ’énergie. Le système de freinage constitue dans cette phase un puits

de chaleur. La jante est soumise à d ’importantes contraintes thermiques. L ’élévation de la température au

cœur de la jante provoquant une augmentation de la pression des pneumatiques, la jante est munie d ’un

clapet permettant d ’évacuer la surpression.

Roue de train principal

A320

Bloc de frein train

principal A320

4. Présentation des cas de calcul dimensionnants pour les atterrisseurs principaux et auxiliaires:

4.1 Remarques préliminaires:

- Atterrisseur avant:

Pour certains avions (A300), la pression hydraulique est maintenue dans le vérin de manœuvre en

configuration train sorti. L ’effort provenant du maintient de cette pression sur la section de descente du vérin

de manœuvre sera combiné avec les valeurs à charge limite des réactions du sol. Les efforts résultants seront

majorés de 50% pour obtenir le cas à charge extrême.

- Atterrisseurs principaux:

Sur chaque atterrisseur principal, la pression hydraulique est coupée dans le vérin de manœuvre après

verrouillage train bas. Les efforts amenés par ce vérin ne se combinent donc pas avec les réactions du sol.

4.2 Trièdre de référence et notations:

Les réactions du sol sur chaque atterrisseur sont données par leurs composantes exprimées par rapport à un

trièdre de référence lié au sol et tel que:

- l ’axe Xo soit parallèle au sol et positif vers l ’avant.

- l ’axe Yo soit perpendiculaire au plan de symétrie de l ’avion et positif vers la gauche du pilote.

- l ’axe Zo soit perpendiculaire au sol et dirigé suivant la verticale ascendante.

Les composantes sont désignées par : Xo, Yo, Zo pour les atterrisseurs principaux et par X ’o, Y ’o, Z ’o pour

l ’atterrisseur avant.

Les réactions du sol sont appliquées suivant les cas de calcul aux centres des roues ou aux points d ’impacts

des roues avec le sol.

Notations:

G: Centre de gravité de l ’avion.

C: Le point d ’articulation du balancier sur l ’amortisseur principal.

H: La hauteur du centre de gravité de l ’avion par rapport au sol.

L1: La distance horizontale du centre de gravité de l ’avion au centre des roues de l ’atterrisseur avant.

L2: La distance horizontale du centre de gravité de l ’avion au point C, articulation du balancier sur

l ’atterrisseur principal

e: L ’ empattement e = L1 + L2

V: La voie des atterrisseurs principaux.

O: l ’assiette longitudinale de l ’avion (positive en cabré)

Les charges statiques sur les atterrisseurs dependent de la masse de l ’avion et de la position du CG

La charge statique maxi sur l ’atterrisseur principal est obtenue pour le CG arrière maxi

* La charge statique maxi sur l ’atterrisseur avant est obtenue pour le CG avant maxi

Ces charges servent de base pour le calcul des atterrisseurs

4.3 Charges de dimensionnement statique:

4.3.1 Charges au sol pneus gonflés:

Les tableaux suivants donnent les expressions à charge limite et les points d ’applications des réactions du sol

sur chaque atterrisseur dans le système d ’axe défini au § 4.2.

Les positions de l ’avion indiquées dans les tableaux correspondent:

- Position 1: position cabrée, atterrisseurs principaux seuls en contact avec le sol.

- Position 2: atterrisseurs principaux en contact avec le sol, roues de l ’atterrisseur avant tangentes

au sol.

- Position 3: Les trois atterrisseurs en contact avec le sol.

4.3.1.1 Condition de calcul à l’atterrissage:

Vitesse verticale:

*Vitesse limite de descente: Vz = 3.05 m/s.

*Vitesse extrême de descente: Vz = 3.66 m/s.

Vitesse d ’atterrissage:

*Ligne de vol position 2 et 3: VL1 = 54.4 m/s 1.25 VL2 = 80 m/s

*Cabré position 1: VL1 = 54.5 m/s VL2 = 64 m/s

Définition des masses réduites (Ma = masse de l ’avion à l ’atterrissage) :

* sur l ’atterrisseur principal en positions 1 et 2:

* sur l ’atterrisseur principal en position 3:

* sur l ’atterrisseur auxiliaire en position 3:

4.3.1.2 Conditions de calcul dans les cas de manœuvre sol:

*Vitesse de décollage: vitesse maximum de roulement V = 100 m/s.

*Cas de freinage: Seules les roues des atterrisseurs principaux sont munies de freins.

*Cas de décollage: dans ce cas on applique au centre de gravité de l ’avion un facteur de charge

limite vertical nz = 1.7.

*Cas de virage: dans le cas de virage, on applique au centre de gravité de l ’avion, une

accélération latérale de 0.5g, l ’accélération verticale étant égale à 1g.

*Cas de pivotement: l ’avion est supposé pivoter autour d ’un atterrisseur principal freiné; le

facteur de charge vertical est égal à 1 et le coefficient de frottement au sol égal à 0.8.

2

ar

MM

e

LMM a

r1

2

e

hLMM ar

25.02

4.3.1.3 Charges de levage:

les charges de levage par un point situé sur un atterrisseur, l ’avion étant en position 3, sont définies comme

suit:

*Charge verticale: 1.33F

*Résultante des charges longitudinales et latérales: 0.33F

où F est la réaction statique au point de levage, calculée pour les masses de centrage les plus défavorables.

4.3.1.4 Charge d ’amarrage:

Les amarres seront calculées avec un vent de 120 km/h parallèle au sol et orienté dans n ’importe quelle

direction, pour toutes les masses et tous les centrages avion.

4.3.1.5 Charges de remorquage et de désembourbage:

*Charges de remorquage : les charges de remorquage sont appliqués aux ferrures de remorquage et

dirigées parallèlement au sol. Elles sont à associer à toutes les configurations massique de l ’avion. Le facteur

de charge vertical au centre de gravité de l ’avion est égal à 1. Les amortisseurs et les pneumatiques sont dans la

position d ’équilibre statique.

*Remorquage par l ’atterrisseur auxiliaire: on tiendra compte de la possibilité d ’orientation de la

barre de remorquage soit vers l ’avant, soit vers l’arrière dans le plan de symétrie de l ’avion. A 45°de l ’axe de

l ’avion vers l ’avant et vers l ’arrière.

* Remorquage par les atterrisseurs principaux: on tiendra compte de la possibilité d ’orientation de

la barre de remorquage soit vers l ’avant, soit vers l’arrière dans le plan de symétrie de l ’avion. A 30°de l ’axe

de l ’avion vers l ’avant et vers l ’arrière.

*Dispositif de désembourbage: En plus du dispositif de remorquage normal sur piste, il sera prévu

sur les atterrisseurs principaux, un système de désembourbage de l ’avion soit vers l ’avant soit vers l ’arrière,

l ’effort de traction étant limité, sur chaque atterrisseur, à la charge sûre de l ’élément le plus critique.

4.3.1.6 Rebondissement à l ’atterrissage:

Chaque atterrisseur étant dans la position détendue et non en contact avec le sol, on applique un facteur de

charge de 20 (charge limite) sur les masses non liées rigidement.

Ces efforts sont dirigés dans le sens du mouvement des masses non liées rigidement au moment où elles

atteignent leurs positions limites en extension.

Xo Yo Zo

Mise en rotation a1FAR 9 25-479

et 25-4811 et 2 Centre des roues G + D -K2 Zmax 0 K1 Zmax

Retour élastique a2 idem 1et 2 idem G + D K4 Zmax 0 K3 Zmax

Effort dynamique max

Zmaxidem 1et 2 idem G + D Course max -0,25 Zmax 0 Zmax

G 1/4 Course 0 -0,4 Zmax 0,5 Zmax

D 1/4 Course 0 -0,3 Zmax 0,5 Zmax

Atterrissage à 3

composantes a30CC10-1 1 et 2

Xo au centre des roues

Yo point d'impact solG + D Course max -0,4 Zmax + - 0,25 Zmax 0,75 Zmax

Mise en rotation a'1FAR 9 25-479

et 25-4813 Centre des roues G + D -Kb . Z1 0 K5 . Z1

Retour élastique a'2 idem 3 idem G + D K8 . Z1 0 K7 . Z1

Effort dynamique

max Z'maxidem 3 idem G + D Course max -0,25 Z1 0 Z1

Atterrissage à 3

composantes a'30CC10-1 3

Xo au centre des roues

Yo point d'impact solG + D Course max -0,4 Z1 + - 0,25 Z1 0,75 Z1

Course

amortisseurObservations

Zmax:

Effort dynamique vertical

maximum sur l'ensemble de

la course

Couse max:

Course amortisseur principal

correspondant à Zmax

Les coefficients K1, K2, K3,

et K4 sont à déterminer par

un calcul rationnel

Les coefficients K5, K6, K7,

et K8 sont à déterminer par

un calcul rationnel

Réactions dans le systèmes axes sol

Atterrissage ripé à

gauche a3G

FAR § 25-4852

Point d'impact

avec le sol

Atterrisseur

chargéCas de Calcul

Référence au

règlement

Position

de

l'avion

Point d'application

des réactions

4.3.1.7 Récapitulatif des cas charges statiques sur l ’atterrisseur principal dans la phase d ’atterrissage:

Ma : Masse à l ’atterrissage

Mdr: Masse à la rampe

Structures

Xo Yo Zo interessées pour ces cas

Freinage au point fixe 3Point d'impact

avec le solG + D

Statique

sous Zo-T cos a 0 R -D.R1

Cas de calcul avion

complet

Freinage sur 2 atter-

risseurs principaux à

Ma - f1 Ma n°1

FAR § 25-493 2 idem G + DStatique

sous Mag/2-0,8 Zo 0 1,2Mag/2 idem



Ma n°2

idem 3 idem G + DStatique

sous Zo/1.2-0,8 Zo 0 1,2Ra/(1+0,8h/e) idem

GStatique

sous Zo-0,8 Zo -0,5 Y'o R/(1+0,4h/e)

D idem 0 -0,5 Y'o R/(1+0,4h/e)



Mdr - f1 Mdr n°1

FAR §25-493 3 idem G + DStatique

sous Zo-0,8 Zo 0 R/(1+0,8h/e) idem



Mdr - f1 Mdr n°2

CC10-1 3 idem G + DStatique

sous Zo/1.2-4x2T1/r 0 1,2(R-DR2) idem



Mdr - f1 Mdr n°3

FAR § 25-493 2 idem G + DStatique

sous ZoK8 . Z1 0 Mdrg/2 idem

Freinage dynamique à

Mdr f1dCC10-1 3 idem G + D

Statique

sous Zo

-4x2T1/r

limité à

0,8Zo

0 R -D.R3 idem

Freinage en marche

arrièreFAR § 25-507 3 idem G + D

Statique

sous Zo

Voir

observations0 R

Cas de calcul

atterrisseur principal

Course

amortisseur

Réactions dans le systèmes axes solCas de Calcul

Référence au

règlement

Position

de

Point d'application

des réactions

Freinage sur atter-

risseur gauche à

Mdr f2 à Mdr

FAR § 25-499 idem3 idem

Atterrisseur

chargé

Coeff. De sécurité au moins égal à 2 à charge

extrême,

pour les atterrisseurs

D.R1= delestage att. Principal dû à Xo.

T cosa = composante poussée sur horizontale sol.

R = réaction statique par atterrisseur principal à Mdr.

Ra = réaction statique par atterrisseur principal à Ma


R = réaction statique sur les att. Principaux à Mdr

D.R2 = délestage att. Principal dû à Xo.

T1 = couple de freinage normal par roue.

r = rayon de roulement sous Zo.

R et R' = réaction statique sur les atterrisseurs à Mdr


D.R'3 = surcharge dynamique sur atter. Avant.



R et R' = réaction statique sur les atterrisseurs à Mdr.

Xo vers l'avant est la plus faible valeur

soit: 0,55R avec T1=couple de freinage normal par

roue.

Observations

R = réaction statique par atterrisseur principal à Mdr

V = voie des atterrisseurs principaux

e = empattement réel.

4.3.1.8 Récapitulatif des cas charges statiques sur l ’atterrisseur principal dans les phases de freinage:



Xo Yo Zo

FAR § 25-

491

et

CC10-1

3 Centre des roues G + D

Statique

sous

R + D.R4

0 0 1,7(R -D.R4)Cas de calcul avion

complet

CC10-1 2Xo au centre des roues

Yo point d'impact solG + D

Statique

sous Mdrg/2-0,2 Mdrg/2 + -0,2 Mdrg/2 1,5Mdrg/2 idem

GStatique

sous Zo0 '-0,5 Zog R+(0,5h+d1)/V'+Mdrg

DStatique

sous Zo-0,8 Zo 0 R+(0,5h+d1)/V'+Mdrg

0 0 R

DStatique

sous Zo0 0 R

FAR §25-499 3 idem G + DStatique

sous Zo0 0 R Calcul att. Avant

CC10-1 3 idem G + DStatique

sous Zo0 0 R idem

Dans l'axe FAR § 25-509 3 idem G + DStatique

sous Zo0 0 R

à +-45° idem 3 idem G + DStatique

sous Zo0 0 R

Dans l'axe FAR § 25-509 3 Xo sur ferrure de remorquage G + DStatique

sous Zo+- 0,75 FR 0 R

à +-45° idem 3 Xo sur ferrure de remorquage G + DStatique

sous ZoR

FAR § 25-495 3

Course

amortisseur

Réactions dans le systèmes axes solRéférence

au

Position

de

Point d'application

des réactions

Atterrisseur

chargé

Impact sol

FAR § 25-503 3 idem

GStatique

sous Zo

Couple de pivotement vertical Mz = - 0,4R.d2

idem

idem

Remorquage par

atterrisseur avant

Cas de Calcul

Décollage d1

Décollage à 3 composantes d2

Virage sur piste à droite r1D

Pivotement sur atterrisseur

principal gauche r2

Dérapage atterrisseur avant r3

Structures

interessées pour ces

Remorquage par

atterrisseur principaux +- 0,75 FR vers l'avant et

vers l'arrière à +- 30° de

Orientation atterrisseur avant r4

Calcul att. Avant

Calcul att. Avant


D.R4 = surcharge sur att. Principal due à la poussée des

moteurs.

D.R'4 = delestage atter. Avant due à la poussée des moteurs.

R et R'= réaction statique par atterrisseur principal à Mdr.

Y'o appliqué parallèlement à l'axe des roues.


Examiner tous les braquages de l'att. Av.

Observations


ny = 0,5 au centre de gravité de l'avion.

Braquage max des roues avants.


Valeur de d2 sur atterrisseur principal.


FR et FR' = efforts de remorquage.

4.3.1.9 Récapitulatif des cas charges statiques sur l ’atterrisseur principal dans la phase de décollage et de

remorquage:



Xo Yo Zo

Mise en rotation a'1FAR 9 25-479

et 25-4813 Centre des roues K'2 . Z'max 0 K'1. Z'max

Retour élastique a'2 idem 3 idem K'4. Z'max 0 K'3 . Z'max

Effort dynamique

max Z'maxidem 3 idem Course max -0,25 Z'max 0 Z'max

Atterrissage à 3

composantes a'30CC10-1 3

X'o au centre des roues

Y'o point d'impact solCourse max -0,4 Z'max + - 0,25 Z'max 0,75 Z'max

Cas de CalculRéférence au

règlement

Position

de

Point d'application

des réactions

Les coefficients K'1, K'2,

K'3, et K'4 sont à déterminer

par application de l'ANC2

Réactions dans le systèmes axes solCourse

amortisseurObservations

4.3.1.10 Récapitulatif des cas charges statiques sur l ’atterrisseur auxiliaire dans la phase d ’atterrissage:



Coeff. De sécurité au moins égal à 2 à charge

extrême,

pour les atterrisseurs

D.R1= delestage att. Principal dû à Xo.

T cosa = composante poussée sur horizontale sol.


Ra = réaction statique par atterrisseur principal à Ma


R = réaction statique sur les att. Principaux à Mdr






D.R'3 = surcharge dynamique sur atter. Avant.


r = rayon de roulement sous Zo.R et R' = réaction statique sur les atterrisseurs à Mdr.

Xo vers l'avant est la plus faible valeur

soit: 0,55R avec T1=couple de freinage normal par

roue.

soit: 1,2x4T1/r avec r = rayon de roulement

Observations

R = réaction statique par atterrisseur principal à Mdr

V = voie des atterrisseurs principaux

e = empattement réel.

Xo Yo Zo

Freinage au point fixe 3Point d'impact avec le

sol

Statique

sous Z'o-T cos a 0 R -D.R1

Cas de calcul avion

complet



Ma - f1 Ma n°1

FAR § 25-493 2 - - - - - idem



Ma n°2

idem 3 Point d'impact avec le solStatique

sous Z'o/1.20 0 1,2Mag-2Zo idem



Mdr - f1 Mdr n°1

FAR §25-493 3 -Statique

sous Z'o0 0 Mdrg - 2Zo idem



Mdr - f1 Mdr n°2

CC10-1 3 -Statique

sous Z'o/1.20 0 1,2Mdrg-2Zo idem



Mdr - f1 Mdr n°3

FAR § 25-493 2 - - - - - idem

Freinage dynamique à

Mdr f1dCC10-1 3 Centre de roues

Dynamique

sous Z'o-0,2Z'o 0 R' -D.R'3 idem

Freinage en marche

arrièreFAR § 25-507 3

Point d'impact avec le

sol

Statique

sous Z'o0 0 R'

Cas de calcul

atterrisseur principal

Course

amortisseur

Réactions dans le systèmes axes solCas de Calcul

Référence au

règlement

Position

de

Point d'application

des réactions

Freinage sur atter-

risseur gauche à

Mdr f2 à Mdr

FAR § 25-499 3 idem

Structure intéressées

pour ces cas

idemStatique

sous Z'o0 Xo x V/2e Mdrg - 2Zo

4.3.1.11 Récapitulatif des cas charges statiques sur l ’atterrisseur auxiliaire dans les phases de freinage:



Xo Yo Zo

FAR § 25-

491

et

CC10-1

3 Centre des roues

Statique

sous

R' + D.R'4

0 0 1,7(R' -D.R'4)Cas de calcul avion

complet

CC10-1 2 - - - - - idem

FAR §25-499 3 -Statique

sous Z'o0 +-0,8R' R' Calcul att. Avant

0 0 1,33R'

Dans l'axe FAR § 25-509 3Statique

sous Z'o+ -F'R 0 R'

à +-45° idem 3Statique

sous Z'oR'

Dans l'axe FAR § 25-509 3Statique

sous Z'o0 0 R'

à +-45° idem 3Statique

sous Z'oR'

Cas de CalculRéférence

au

Position

de

Point d'application

des réactions

Course

amortisseur

Réactions dans le systèmes axes sol Structures

interessées pour ces

Décollage d1

Décollage à 3 composantes d2

Virage sur piste à droite r1D FAR § 25-495 3 Impact sol idem

Pivotement sur atterrisseur

principal gauche r2FAR § 25-503 3 -

Orientation atterrisseur avant r4 CC10-1

idem

Dérapage atterrisseur avant r3

3 -Statique

sous Z'o

Coule vertical 1,33x couple fourni par le

verin d'orientation avant.idem

Remorquage par

atterrisseur avantCalcul att. Avant

Remorquage par

atterrisseur

principaux

Calcul att. Avant

0

X'o sur ferrure de

remorquage

Impact sol

Statique

sous Z'o0 -0,5R'

Statique

sous Z'o0

+- 0,5 F'R vers l'avant et

vers

R'

0 R'


D.R4 = surcharge sur att. Principal due à la poussée des

moteurs.

D.R'4 = delestage atter. Avant due à la poussée des moteurs.

R et R'= réaction statique par atterrisseur principal à Mdr.

Y'o appliqué parallèlement à l'axe des roues.

Observations


ny = 0,5 au centre de gravité de l'avion.

Braquage max des roues avants.


Valeur de d2 sur atterrisseur principal.


FR et FR' = efforts de remorquage.


Examiner tous les braquages de l'att. Av.

4.3.1.12 Récapitulatif des cas charges statiques sur l ’atterrisseur auxiliaire dans la phase de décollage et de

remorquage:



4.4 Charges au sol pneus crevés:

4.4.1 Charges au sol 1 pneu crevé:

ces conditions s ’appliquent à l ’atterrisseur avant et aux atterrisseurs principaux dans tous les cas de calcul

indiqués dans le tableau suivant.

Atterrisseur principal - charges limites:

(100% = charges pneu gonflés )

Xo Yo Zo

Mise en rotation a1

Retour élastique a2

Effort dynamique Zmax

60% 0 60%Sur diablo ayant 2 pneus gonflés,

répartition dissymétrique.

Atterrissage ripé a3 0 60% 100% idem

Atterrissage à 3

composantes a3060% 60% 60% idem

Freinage

f1 à Ma n°1 et n°2

f1 à Mdr n°1 et n°3

75% 0

Résulte de

l'équilibre

avion

avec nz=1

Egale répartiton des trainées

sur les pneus gonflés.

Freinage

f1 à Mdr n°2

-4x1,5T1/r

limité à -0,8Zo0% idem idem

Freinage sur un

atterrisseur principal f2 à

Mdr

75% att.

Freiné75% idem idem

Décollage d1 0 0% 60%Sur diablo ayant 2 pneus gonflés,

répartition dissymétrique.

Décollage d2 50% 50% Mdrg/2 idem

Décollage supplémentaire 0 0 1,33R idem

Virage r1 0-0,25Zo

att. Gaucheidem

Remorquage dans l'axe

et à +-30°R idem

Charges sur atterrisseur ayant un pneu crevéCas de Calcul Observations

Effort de remorquage 60% de

l'effort tous pneus gonflés

X'o Y'o Z'o

Mise en rotation a'1

Retour élastique a'2

Effort dynamique Z'max

0,6 0 60%

Atterrissage à 3

composantes a'300,6 0,6 60%

Freinage



0 ( 1 )

( 1 ) Calculer Z'o avec la moité de

la trainée pneus gonflés et au

facteur de charge nz=1

Freinage sur un


Mdr

0 ( 2 ) ( 2 )

( 2) Calculer Y'o et Z'o avec la

moitié de la trainée pneus gonflés

et au facteur de charge nz=1

Décollage d1 0 0 60%

Virage r1 0-0,25Z'o

R'

Dérapage r3 0 50% 100%

Orientation atterrisseur

avant r40 0 R'

Couple fourni par la commande

d'orientation égal à la moitié

du couple pneus gonflés.


et à +-45°60% (3) 60% ( 3 ) R'

( 3 ) Efforts appliqués sur la ferrure

de remorquage.

Cas de CalculCharges sur atterrisseur avant un pneu crevé

Observations

Atterrisseur avant - charge limites:


4.4.2 Charges au sol 2 pneus crevés:

Cette condition ne concerne que l ’atterrisseur principal et s ’applique dans tous les cas de calcul indiqués dans

le tableau suivant.

- Si un diabolo a 2 pneus crevés, il reposera sur le sol par les jantes des roues. On retrouve la

répartition du cas pneu gonflé avec des charges plus faibles.

Ce cas n ’est donc pas à envisager, sous réserve, toutefois, de vérifier qu ’aucune butée mécanique ne se

produit.

- Si on a un pneu crevé par diabolo, deux cas sont à considérer:

* 2 pneus crevés d ’un même côté du bogie (et le cas symétrique)

* 1 pneu crevé de chaque côté du bogie (et le cas symétrique)

Xo Yo Zo

Mise en rotation a1

Retour élastique a2

Effort dynamique Zmax

50% 0 50%Considérer 1 pneu creuvé,

par diabolo.

Atterrissage ripé a3 0 50% 100% idem

Atterrissage à 3

composantes a3050% 50% 50% idem

Freinage



50% 0

Résulte de

l'équilibre

avion

avec nz=1

Considérer 1 pneu crevé par diablo.

Egale répartiton des trainées .

Freinage

f1 à Mdr n°2

-4xT1/r

limité à -0,8Zo0% idem idem

Freinage sur un


Mdr

50% att.

Freiné50% idem idem

Décollage d1 0 0% RConsidérer 1 pneu creuvé,

par diabolo.

Décollage d2 40% 40% Mdrg/2 idem

Décollage supplémentaire 0 0 1,33R idem

Virage r1 0-0,2Zo

att. Gaucheidem


et à +-30°R idem

Effort de remorquage 50% de

l'effort tous pneus gonflés

Cas de CalculCharges sur atterrisseur ayant 2 pneu crevé

Observations

Atterrisseur principal - charge limites:


FREINAGE A LA MLW => Essieu, tige coulissante, Barre de trainée,

Caisson, Bras d ’articulation

VIRAGE => Contrefiche, barres de structure, chape multiple

PIVOTEMENT => Compas, Axes compas, Caisson, Bras d ’articulation

4.5 Principaux cas dimensionnants

Atterrisseur principal

TURNING

Aircraft C.G.

REMORQUAGE => Contrefiche, Tige coulissante, Caisson, Tube tournant

DERAPAGE => Caisson, Essieu

FREINAGE DYNAMIQUE => Amortisseur

ATTERRISSAGE 3 COMPOSANTES => Bras du caisson

Atterrisseur avant

REMORQUAGE DERAPAGE FREINAGE DYNAMIQUE ET ATTERRISSAGE 3

COMPOSANTES

5) Présentations des essais réalisés sur atterrisseur

5.1) Essais photostress

Pour les cas dimensionnants, ces essais permettent de:

-connaître ou se situent les contraintes max sur l ’atterrisseur

-de vérifier les calculs théoriques

-de positionner les jauges de contraintes avant de réaliser les essais statique.

5.2) Essais statique

Ces essais sont réalisés pour les cas de charge les plus dimensionnants (mise en

rotation, retour élastique, virage, freinage, pivotement, remorquage)

Ces essais permettent de démontrer la tenue sous charge extrême, ils sont menés si

possible sous des sollicitations supérieures à 1.5 CL, de manière à pouvoir justifier des

augmentations de masse avion futures.

5.3) Essais dynamique

Ces essais sont réalisés sous différentes vitesses de chute de l ’avion; jusqu ’à la

vitesse extrême de 3.66 m/s.

Ces essais permettent de vérifier la réponse de l ’atterrisseur par rapport aux calculs théoriques

5.4.1) Etablissement du spectre de fatigue

Cette définition est basée sur une utilisation de l ’avion comprenant une répartition de vols à

masse moyenne et de vols à masse lourde (Par exemple, pour l ’atterrisseur avant A320 , la

répartition est de 80% des vols à masse moyenne et 20% des vols à masses lourdes).

Le spectre comprend les diverses phases suivantes:

- Au décollage: push-back et remorquage - roulage - virages - freinages modérés - point fixe -

décollage.

- Relevage et descente du train: efforts introduits par le vérin de manœuvre

- A l ’atterrissage: atterrissage - roulement -freinage normal - roulage - virages - freinage

modérés

L ’intensité et la fréquence des efforts tient compte de résultats de l ’exploitation des mesures

de charge au sol effectuées sur avion ( A300B avion N°26 pour l ’étabissement des spectres de

fatigue A320 et A300)

5.4) Essais de fatigue

Spectre d ’essai de fatigue

Ces essais sont effectués pour démontrer une durée de vie atterrisseur de 1.25 DLG (design life

goal). Un coefficient de sécurité de 5 est pris en compte ( 300 000 cycles fatigue réalisés pour

démontrer 60000 cycles atterrisseur pour l ’atterrisseur avant de la famille A320).

Le coefficient de 1.25 est pris en compte car les pièces atterrisseurs sont très souvent

interchangeables d ’un avion à l ’autre

Bati de l ’essai de fatigue de

l ’atterrisseur avant de l ’A318

6) Exemples de problèmes en service rencontrés sur atterrisseurs

A319 MSN759 UAL ATTERRISSAGE AVEC

ATTERRISSEUR AVANT A 90° (Novembre 2002)

A320 MSN92 AWE EFFACEMENT DU TRAIN AVANT

SUITE A LA RUPTURE EN STATIQUE DE LA TIGE

COULISSANTE LORS D ’UNE SORTIE DE PISTE

(Août 2002)

A300B4 MSN268 PIA RUPTURE EN FATIGUE DU BRAS

D ’ARTICULATION (octobre 2001)

BRAS

D’ARTICULATION

VERIN DE MANOEUVRE

INITIATION DE LA

CRIQUE

A300 ATTERRISSEUR PRINCIPAL - PELAGE DU

CHROME SUR LA TIGE COULISSANTE

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