TRAIN DATTERRISSAGE
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INTRODUCTION
La cellule d'un avion est composée de plusieurs
grandes familles:
- Fuselage
- des Ailes
- des Propulseurs
- Cockpit
- Train d'Atterrissage.
Dont chacun remplir une tache bien précise, on
prend l’exemple du train d’atterrissage qui fait
l’objet de notre thème de présentation aujourd’hui.
• A l’impact sur le sol à l’atterrissage, pour atténuer les efforts au sol
correspondants ;
• Freinage de l’avion sur la piste après l’atterrissage, c’est à dire
absorption d’énergie cinétique horizontale, avec optimisation de la
distance d’arrêt ;
• Transmission à la structure de l’avion des efforts exercés au niveau du
sol ;
• Création des diverses conditions d’assiette longitudinale et de garde au
sol de l’avion, requises pour les phases de décollage, d’atterrissage, de
roulage, voire de stationnement (pour besoins de chargement de
passagers ou de fret) ;
• Roulage de l’avion sur la piste, à des vitesses allant de zéro à la vitesse
de décollage (qui peut dépasser 360 km/h) ;
• Manœuvre au sol jusqu’aux très basses vitesses de roulage (virages ou
pivotements sur place), facilitée par la possibilité d’orienter les roues de
l'avion ;
• Immobilisation de l’avion à son point de stationnement (parking) ;
• Escamotage en vol du train d’atterrissage dans l’avion.
Module 1. Métier et formation
Pourquoi un train d’atterrissage : C’est pour deux raisons
à savoir
1. A des fin géoéconomique
Comme nous sommes sur l’ile de Montréal et qui est
connus par un DAS d’industrie aérospatial et donc mettre
le nez la dessus ça peut être une bonne initiative et une
opportunité de trouver un emploi.
2. Mise en œuvre des compétences acquises pendant le
cycle de formation.
Vu la vaste et variante gamme d’éléments constitutifs d’un
tel dispositif on a à revoir et appliquer l’ensemble des
chapitres et connaissances acquise pendant la formation,
nous allons évoquer le long de cette exposition tous les
modules déjà acquit et qui ont fait l’objet de présente.
Module 20. Recherche et création d’emploi.
Le train d’atterrissage T-A :
Définition :
Ensemble fonctionnel dont les missions, au service
de l’avion, s’exercent au sol et dans les transitions
entre le vol et le sol.
Eléments constitutifs :
On a vue précédemment la mission du T-A ils ont
reste maintenant de les concrétiser par des faits qui
sont assurer par des organes mécaniques qui sont
doter de technologie afin de réaliser adéquatement
et avec une grande précisions toutes les missions
qui lui ont étaient assignées.
Phase de présentation :
Pour un bon suivit et une bonne compréhension du sujet en a
tracer un plan de présentation le suivant :
1. Train d’atterrissage en perspective rôle et éléments
constitutifs
2. La cinématique et la dynamique d’un T-A
3. Commander un T-A
4. Le choix de matériaux
5. Dimensionnement des éléments d’un T-A
6. Simulation et analyse statique
7. Conclusion
N.B : toute au long de la présentation vous allez découvrir,
voir et consulter la conception et le dessin 3D et 2D que nous
avons effectué a cette fin.
Module 23. Nouvelle organisation de travail
Module5. Exploitation d’un poste de travail informatise.
Missions à remplir Matériels impliqués
absorption de l’énergie cinétique
verticale atténuation des efforts à
l’impact
atterrisseurs (amortisseurs),
pneumatiques
freinage, optimisation de la distance
d’arrêt
freins, roues, pneumatiques, système de
commande/contrôle du freinage
transmission des efforts sol à l’avion atterrisseurs, roues, pneumatiques
roulage sur la piste roues roues, pneumatiques, freins
manœuvres pour diriger ou orienter
l’avion
atterrisseurs, système d’orientation de
roues, freins
escamotage en vol du trainatterrisseurs, système de manœuvre
rentrée/sortie
COMPOSITION DU TRAIN D'ATTERRISSAGE
Un train d'atterrissage (Landing gear en anglais) d'un avion à plusieurs rôles,
à savoir :
1. Les manœuvres au sol à très basses vitesses je cite prendre des virages
ou des simples pivotements sur place;
2. Orientation des roues pendant le déplacement pour se diriger vers la piste
ou vers le point de stationnement;
3. Roulage de l’avion sur la piste, à des vitesses allant de zéro à la vitesse de
décollage;
4. Absorption de l'énergie cinétique verticale de l'avion lors de l'impact avec
le sol à l'atterrissage;
5. freinage de l'avion sur la piste après l'atterrissage c’est à dire absorption
d’énergie cinétique horizontale.
schéma d'un atterrisseur principal
A320/321 boggie à 4 roues
VUES ISOMETRIQUES :
REPRÉSENTATION CINÉMATIQUE :
Principe de fonctionnement : il demander de maintenir le
tronçon AB fixe et pour se faire les deux bras BC et CD
absorbe toutes les charges et s’aligne comme le montre la
figure cinématique et dynamique. On dit alors que lorsque
l’angle de poussée est égale a 90° on a une stabilité
parfaite de l’avion.
Il faut appuyer sur le
point C pour
actioner la barre CD
ainsi AB.
V
F
L’angle de poussée c’est l’angle entre la vitesse et la force
Module 15. Dessin d’organe d’un transmission
LES VÉRINS DE MANŒUVRE SUR A320
Les vérins de manœuvre appelés également vérins de relevage
actionnent les atterrisseurs pour les ramener en position haute «train
rentré» ou basse «train sorti». Quelquefois la contrefiche fait également
office de vérin de manœuvre, on parle alors de vérin-contrefiche.
Le vérin est composé:
- d'un cylindre
- d'un piston
- de deux valves calibrées pour
le passage de l'hydraulique
Module 15. Dessin d’organe d’un transmission
SCHÉMAS FONCTIONNEL D’UN VÉRIN A DOUBLE EFFETS :
L’orifice A et B on a rôle opposé respectivement et inversement entrée et sortie du fluide afin qu’ils puissent
translater le piste dans les deux sens et par conséquence en position ouvert et fermer du piston. Lorsque le
fluide passe par l’orifice A par la suite la vanne et l’orifice principale ce fluide même action le piston jusqu’à
arriver à obturer l’orifice principale de la chambre oppose du vérin ainsi la position est dans sa fin de
course et se trouve dans la zone d’amortissement. Ainsi pour le changement de direction par l’inverseur
d’écoulement et le rôle est joué.
SCHÉMA DE CIRCUIT HYDRAULIQUE
Module 19. Shématisation de création d’emploi
MATÉRIAUX: On a opté pour le titane afin de fabriquer les pièces principales (la contrefiche et la biellette
de verrouillage) pour
- Les caractéristiques physiques remarquables qu’il présente à savoir:
- Sa masse volumique est environ 60 % de celle de l’acier.
- Sa tenue à la corrosion est exceptionnelle dans de nombreux milieux tels que l’eau de
mer ou l’organisme humain.
- Ses caractéristiques mécaniques restent élevées jusqu’à une température d’environ
600 °C et restent excellentes jusqu’aux températures cryogéniques.
Module 9. Matériaux et procédés industriels
Roues et
Pneumatiques
Le compas
Amortisseur
oléopneumatique
La conception d'une roue d'un avion est influencée principalement par la nécessité de recevoir le pneu sélectionné et d'être suffisamment grande pour loger le bloc de frein, avec un poids minimum et une durée de vie maximale.
Trois conceptions de roue sont actuellement disponibles:
- roue semblable à la voiture, elle est adaptée aux avions légers, en voie de disparition.
- roue à double bâtis est structurellement la plus efficace et la plus légère, mais avec un espace limité pour loger les freins.
- roue à simple bâti et bride est plus lourde mais avec un espace plus grand pour loger les freins et le dissipateur thermique.
ROUES ET PNEUMATIQUES
Les roues modernes sont fabriquées à partir de pièces moulées en aluminium, des moulages de magnésium, ou forgées en aluminium.
La roue est composée de deux parties, une moitié intérieure supportant le disque de frein et une moitié extérieure. Les deux moitiés sont fixées entr'elles par des boulons, des rondelles et des écrous. Un joint torique monté entre les deux moitiés de roue assure l'étanchéité de l'air pour les roues conçues pour des pneus tubeless.
ROUE DU TRAIN PRINCIPAL
La roue tourne sur deux roulements à rouleaux coniques placés dans des cages et ajustés par contraction sur les moyeux. Des joints de "graisse" assurent la protection et la conservation du lubrifiant pour les roulements. Ces joints sont maintenus par des circlips.
ROUE DU TRAIN PRINCIPAL
ROUE DU TRAIN PRINCIPAL
Les pneumatiques sont les équipements les plus sous-estimés et les moins connus d'un aéronef. Ils sont constitués de trois matériaux principaux : acier, caoutchouc et tissu.
En poids, un pneumatique est composé d'environ 50% de caoutchouc, pour 45% de tissu et 5% d'acier. Il existe actuellement différents types de nylon et de caoutchouc dans la composition d'un pneu, ayant chacun ses propriétés spécifiques pour accomplir sa tache.
Normalement l'azote sec est utilisé pour gonfler les pneumatiques. L'azote n'entretiendra pas une combustion et réduira la dégradation de la gomme d'étanchéité, des plis de carcasse et de la roue causée par l'oxydation.
Il existe actuellement deux sortes de type de pneumatiques: pneus à chambres à air, pneus sans chambre à air appelé également Pneu tubulés.
PNEUMATIQUES
Les dimensions
des
pneumatiques
Dex=1295 mm
Di=500 mm
Ép=20 mm
R=120 mm
PNEU
Le compas, sur les trains principaux, permet d’empêcher la rotation de la tige coulissante par rapport au caisson. Sur le train avant, il permet de transmettre le couple de rotation entre le système de direction (steering) et la tige coulissante.
LE COMPAS
Compas
supérieur:
L=670 mm
l=280 mm
Compas
inferieur:
L=815 mm
l= 292 mm
DEUX PARTIES PRINCIPALES
LES POSITIONS DE COMPAS
Les amortisseurs
oléopneumatique sont
actuellement les plus
utilisés pour les
atterrisseurs principaux
ou secondaires (roue
avant) sur les avions de
transport ainsi que sur
les avions légers
monomoteur ou
bimoteur.
AMORTISSEUR OLÉOPNEUMATIQUE
Un amortisseur oléopneumatique est constitué de 3 chambres:
- Chambre d’air (azote)
- Chambre de fluide ( hydraulique)
- Chambre de détente
L'AMORTISSEUR
Actuellement l'amortisseur oléopneumatique est le seul qui assure un absorption d'énergie sans rebond et avec le minimum d'efforts sur la structure.
L'AMORTISSEUR
RESSORT
MATERIAL: TITANIUM
www.youtube.com/watch?v=tvJOMKd1KH
s
Les conditions de travail :Noter bien que le train d’atterrissage travail dans
deux extrêmes milieux de température à savoir
-70 C pendant le vol et +200 C pendant
l’atterrissage que l’élévation de température est
due principalement au frottement avec le sol et
aussi bien les forces de freinage.
1. Ce pneu permet une usure moindre et donc d'augmenter le nombre d'atterrissages (300, voire plus selon le type d'exploitation de la compagnie).
2. Plus résistant, il permet de réduire les coûts de maintenance des compagnies aériennes.
3. Plus léger de 11 kg qu'un pneu bias (qui compte beaucoup de matériaux en son sein) et de 2 à 3 kg qu'un pneu radial classique (nylon).
4. le Falcon 7X contribue également à baisser la masse de l'avion, et à réduire la consommation de carburant. Selon Michelin, sur l'A350.
5. Le Falcon 7X apporte un gain de poids de 10% par rapport à l'autre pneu sélectionné sur cet avion (un radial nylon) et permet d'augmenter de 30% à la fois le nombre d'atterrissages et la résistance au débris.
6. Le gain sur le coût d'utilisation est de 10.000 dollars par an et par avion. Sur un Bombardier C-Series, il s'élève même à 20.000 euros.
www.youtube.com/watch?v=tvJOMKd1KH
s
LE SYSTÈME DE FREINAGE
Dans l’avionique les freins –roues –pneu sont
homologuées, c’est pour ça qu’ils beaucoup
évoluent. Le système présent est un frein à carbone
qui a la particularité d’être léger et une grande
capacité d’absorption d’énergie.
Le principe de base est simple, sous l’effet de la
pression du fluide le piston actionne directement
sur les plaquettes en carbone qu’à leurs tours sur la
roue et le freinage prends effets.
ANALYSE STATIQUE
S U R L E T R A I N D ‘ AT T E R R I S S A G E
LA COURSE TOTALE EST
DE 750mm, AVEC UN
DÉPLACEMENT INTERNE
DE 250mm.
MATERIAL: STEEL ALLOY
C’est une partie très importante dans le processus de conception de n’importe quel dispositif car elle nous informe ; rassure et valide la conception.
En effet arriver à ce stade de réalisation c4est toutes un travail de tester puis modifier et encore tester a nouveau puis corriger jusqu’à ce qu’on obtenue un résultat fiable et meilleur qui accomplisse les points suivants :
1. Résistante
2. Leger
3. Moins complexe
4. Répond aux normes canadiennes
5. Sécurisante
6. Fabricable
LE
DÉPLACEMENT
LATÉRAL EST AU
MAXIMUM DE
5,971 mm, PAR
RAPPORT À
L'AXE "Z"
MATERIAL: STEEL ALLOY
Ce qu’on va vous montrer maintenant ni
que la traduction numérique et
schématique de ce qu’on a parlé.
On voie ici des déplacements dans les
directions Z – Y- X – le long de la
structure avec des résultats positifs vu
que ces dernières sont très petites et au-
dessous des limites d’élasticités.
LE DÉPLACEMENT
LATÉRAL EST AU
MAXIMUM DE 2,885mm,
PAR RAPPORT À L'AXE
"Z"
MATERIAL: STEEL ALLOY
LE DÉPLACEMENT
EST AU MAXIMUM
DE 2,498mm, PAR
RAPPORT À L'AXE
Y
AVEC UNE FORCE
DE 209 208,5 N
MATERIAL: TITANIUM
La limite
d`élasticité est
localiser dans la
région centrale
voir couleur vert
"ENVIRON 35MPa"
MATERIAL: TITANIUM
LE DÉPLACEMENT
EST AU MAXIMUM
DE 0,02431mm,
PAR RAPPORT À
L'AXE "Y"
MATERIAL: TITANIUM
La limite d`élasticité
est localiser dans la
rouge
"ENVIRON 10,5MPa"
MATERIAL: TITANIUM
MATERIAL: STAINLESS
STEEL
LE DÉPLACEMENT EST AU
MAXIMUM DE 0,6367mm,
PAR RAPPORT À L'AXE
" X / Y "
AVEC UN ANGLE 58°
ET
PAR RAPPORT À L'AXE
" X / Z "
AVEC UN ANGLE DE 15°
Pour on avoir une ides sur cette méthode nommer méthode des éléments finis.
Sur une structure donnée et selon le type de matériau le logiciel calcul sa limite d’élasticité qu’on peut la voir ici dans zone verte. Pour chaque pièce on a à comparais les contraintes de sollicitations à celle de la limite dans le cas supérieure cette dernière ne résiste pas et donc à revoir soit ou et les points suivants:
• Forme géométrique
• Dimensionnement
• Epaisseur
• Type de matériau
• Allongement
• Points d’attaches …
MATERIAL: TITANIUM
La limite d`élasticité est localiser dans
la région centrale voir couleur vert
ENVIRON 70MPa
Conclusion :
Il faut souligner enfin la diversité des connaissances
techniques qu’il faut maîtriser pour mener à bien la
conception de tous ces matériels, qu’elles soient du domaine
du calcul des structures, de l’étude des cinématiques, de la
dissipation d’énergie par amortissement visqueux (dans les
amortisseurs) et par frottement (dans les freins), de l’étude
des mécanismes, de leur animation par des organes
moteurs, de leur commande et contrôle par des calculateurs,
de la définition et validation des logiciels régissant ces
derniers. Ces connaissances embrassent une variété de
disciplines de base : la mécanique des solides, la mécanique
des fluide, l’hydraulique, la thermique, la tribologie,
l’électronique, l’informatique. De même, la réalisation de ces
matériels nécessite la maîtrise des technologies appropriées.
Module 25. Intégration au marché du travail
