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LEURS
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Tre
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Ltae
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PD2
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FD1
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Trai
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Molecule
(6/ 8)
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DES
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paral
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qutil
(1)
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PC2-
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gold
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carac
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Physical
(4/ 4)
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67 s
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de 30 percent
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34mm
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2 d
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2520870A1
Family ID 8113610
Probable Assignee Sfena
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF PERMETTANT DE MESURER LA CHARGE REPARTIE SUR LES
MOYENS DE ROULEMENT D'UN TRAIN D'ATTERRISSAGE D'UN AERONEF
EN Title LOAD DISTRIBUTION SENSOR ARRANGEMENT FOR AIRCRAFT
UNDERCARRIAGE - HAS SENSORS FORMING TRIPLE-AXIS ARRAY PRODUCING LOAD
SIGNALS TO PROCESSOR GIVING FORCE COMPONENTS AND MOMENT ABOUT SUPPORT
BEAM LOAD AXIS
Abstract
_________________________________________________________________
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE LES DISPOSITIFS PERMETTANT DE MESURER
LES CHARGES REPARTIES SUR LES MOYENS DE ROULEMENT D'UN TRAIN
D'ATTERRISSAGE D'UN AERONEF. LE DISPOSITIF COMPREND AU MOINS TROIS
CAPTEURS 51, 52, 53 ASSOCIES PAR DES MOYENS DE FIXATION A LADITE ZONE
D'UNE POUTRE APPARTENANT AU TRAIN, DE TELLE SORTE QUE LEUR AXE DE
MESURE SOIT PERPENDICULAIRE A L'AXE DE CETTE ZONE, ET QUE LEURS
PROJECTIONS SUR UN PLAN PERPENDICULAIRE A L'AXE DE CETTE ZONE SOIENT
DES DROITES NON CONCOURANTES EN UN MEME POINT, CHAQUE CAPTEUR ETANT
APTE A DELIVRER A SA SORTIE UN SIGNAL REPRESENTATIF D'UNE COMBINAISON
DE LA VALEUR DE LA COMPOSANTE PARALLELE A L'AXE DE MESURE DES EFFORTS
APPLIQUES A LA POUTRE AU-DELA DE LA ZONE DE FIXATION DESDITS CAPTEURS,
D'UN MEME COTE DE CETTE ZONE ET DE LA VALEUR DU MOMENT PAR RAPPORT A
L'AXE DE CETTE ZONE DESDITS EFFORTS ET UN ORGANE DE TRAITEMENT DE
SIGNAUX.
The arrangement uses at least three sensors connected to the main
supporting beam for the undercarriage such that the measurement axis
is perpendicular to the ground plane while the projection of each of
their measuring axes are at right angles and non-concurrent. Each
sensor provides a signal representative of a combination formed of the
value of the force component parallel to the load axis of the beam,
above the zone to which it is affixed, and the moment about that axis,
as measured at that point. Each of the three sets of signals is
entered into an electronic signal processor which produces load
representative values.
Description
_________________________________________________________________
DISPOSITIF PERMETTANT DE MESUREZ LA CHARGE REPARTIE SUR
LES MOYENS DE ROULEMENT D'UN TRAIN D'ATTERRISSAGE D'UN AERONEF
La presente invention concerne les dispositifs permettant de mesurer
la charge repartie sur les moyens de roulement d'un train
d'atterrissage d'un aeronef, I1 est bien connu qu'un aeronef, ou plus
commundment avion, possede generalement des trains d'atterrissage qui
lui permettent de se poser sur une piste et de se deplacer sur
celle-ci pour gagner certains points de stationnement qui lui sont
designes.
De plus, inversement, il est necessaire que cet avion puisse se
deplacer sur cette meme piste pour acquerir une certaine vitesse afin
de pouvoir decoller
Sans rentrer dans les details, ces trains d'atterrissage comportent un
certain nombre de roues sur lesquelles sont montes des pneumatiques
qui permettent, de la m8me facon qu'un vehicule terrestre, a l'avion
de se deplacer sur les pistes.
Ainsi, il est concevable qu'une partie de la securite de ltutilisation
d'un avion, depende notamment de la qualite de ces trains
d'atterrissage, par exemple de la configuration geometrique des moyens
de roulement, notamment des pneumatiques.
I1 est de plus comprehensible que la partie de la secu rite la plus
importante est obtenue par la connaissance exacte de la tenue de ces
pneumatiques. Cette tenue ddpend essentiellement de la repartition des
contraintes sur ces differents pneumatiques de ces trains
d'atterrissage.
C1 est ainsi que lton peut imaginer aisement que, si par exemple un
des pneumatiques est soumis, lors du decolla- ge par exemple, a une
contrainte plus elevee que celle qui s'exerce sur le pneumatique qui
lui est voisin, celui-ci va 6 'echauffer et augmenter notamment de
dia- mere. Ceci conduit a augmenter la contrainte et ainsi de suite,
par un effet d'augmentation incontr81e, provoquer eventuellement
l'eclatement du pneumatique. Il peut meme se produire l'allumage d'un
foyer et provoquer un incendie, chose qui, incontestablement, est
catastrophique pour un aeronef.
De nombreux dispositifs ont ete concus dans le but d'eviter de telles
catastrophes mais aucun jusqu'a present n'a donne de satisfaction car
ils ne permettaient pas notamment de connattre a tout instant la
contrainte qui etait appliquee sur chaque pneumatique des trains
d'atterrissage, notamment des trains d'atterrissage principaux.
En effet, il est souhaitable que ces contraintes soient connues du
pilote a tout instant, notamment lors des procedures de decollage et
d'atterrissage afin de pre- voir, et donc d'eviter, une telle
possibilite d'accident, en laissant le soin au pilote d'effectuer
toutes les manoeuvres necessaires pour retablir l'equilibre et, de ce
fait, obtenir le decollage et/ou l'atterrissage dans des conditions
qui ne soient pas catastrophiques.
Plus precisement, la presente invention a pour but de realiser un
dispositif permettant de mesurer et donc de connattre a tout instant
les differentes charges, ctest-a-dire les differentes charges, forces
et/ou contraintes qui sont appliquees sur les differents pneumatiques
d'un train d'atterrissage d'un aeronef, quelles que soient les
procedures de roulage de celui-ci, ctest- a-dire lors de son decollage
et/ou atterrissage ainsi que de la procedure de roulage lorsqu'il se
rend par exemple a son parking.
La presente invention a pour objet un dispositif permettant de mesurer
les charges reparties sur les moyens de roulement dtun train d
atterrissage d'un aeronef, ces moyens de roulement etant montes par
paire suer un m and e axe, cet axe c'tant lui-meme rigidement lie a
une poutre dont au moins une zone a son axe sensiblement parallele au
sol, et perpendiculaire a l'axe, comprend au moins trois capteurs
associes par des moyen de fixation a ladite zone de la poutre; de
telle sorte que leurs axes de mesure soient perpendiculaires a l'axe
de cette zone, et que leurs projections sur un plan perpendiculaire a
l'axe de cette zone 3 soient des droites non concourantes en un m and
e point, chaque capteur etant apte d delivrer a sa sortie un signal
representatif d'une combinaison de la valeur de la composante
parallele a l'axe de mesure des efforts appliques a la poutre audela
de la zone de fixation desdits capteurs, d'un meme cote de cette zone
et de la valeur du moment par rapport a l'axe de cette zone desdits
efforts, et un organe de traitement de signaux delivres par lesdits
trois capteurs les entrees dudit organe etant reliees a la sortie
desdits capteurs et ledit organe etant apte a delivrer a ses sorties
des signaux representatifs des valeurs des charges respectives sur
lesdits moyens de roulement.
D'autres caracteristiques et avantages de la presente invention
apparattront au.cours de la description suivante, donnee en regard des
dessins annexes a titre illustratif mais nullement limitatif, dans
lesquels - la figure 1 represente, sous forme schematique, vue en
perspective, une partie d'un train d'atterrissage d'un aeronef sur
lequel peut autre dispose un mode de realisation d'un dispositif selon
l'invention, - la figure 2 represente, sous forme schematique, une
realisation d'un capteur rentrant dans la structure d'un mode de
realisation du dispositif selon l'invention, - les figures 3 et 4
representent, vu en coupe suivant deux plans perpendiculaires, un
train d'atterrissage conforme a celui de la figure 1, comportant un
dispositif selon l'invention et permettant de comprendre le
fonctionnement et le resultat qui peut atre obtenu avec ce dispositif,
et, - la figure 5, un schema bloc de la partie traitement electronique
du mode de realisation du dispositif selon 1'invention en conformite
avec les figures precedentes, - les figures 6,7,8,9 et 10 representent
dans une forme schematique, une application du dispositif selon les
figures precedentes, au cas d'un aeronef a deux trains principaux,
chaque train comprenant un boggie de quatre roues.
La figure 1 represente, sous forme schematique, vu en perspective, un
mode de realisation possible d'un train d'atterrissage d'un aeronef
qui pourrait autre plus specialement un train d'atterrissage
principal.
Sans rentrer dans les details, un train d'atterrissage d'un aeronef
comme celui represente sur la figure 1 comprend une jambe 1 dont une
extremite 2 est liee par differents moyens au chassis rigide de
l'aeronef.
L'autre extremite 3 de la jambe 1 comporte generalement un balancier 4
se presentant sous la forme d'une poutre qui est montee pivotante
autour d'un axe 5 lie a la jambe 1.
Ainsi, cette poutre 4 peut etre amenee, pour differentes raisons, a
pivoter autour de cet axe 5 et, pour eviter des amplitudes trop
grandes de pivotement de cette jambe et amortir les oscillations de
celle-ci, la poutre 4 est reliee a la jambe 1 au moyen d'un
amortisseur 6 generalement constitue d'une tige 7 montee coulissante
dans un cylindre 8, les deux extremites respectives 9 et 10 de la tige
et du cylindre sont montees sur des axes pivotants, en l'occurrence 17
et 12, ces axes pouvant 8tre, suivant les differentes configurations
de trains, des rotules, cardans ou des axes a un degre de rotation.
L'extremite 13 de la poutre 4 eloignee de l'axe 5 lie a la jambe t
supporte generalement des moyens de roulement qui sont constitues dans
la plupart des cas par deux roues 74 et 15 montees sur un mFme essieu
16 de facon que le plan de ces roues soit parallele et situe a un meme
niveau par rapport d un plan de reference lie au chassis de l'aeronef.
En d'autres termes, l'axe 17 autour duquel sont animees d'un mouvement
de rotation les deux roues 14 et 15 comportant generalement des
pneumatiques, est sensiblement perpendiculaire a l'axe principal de
l'avion, c'est-a- dire en fait l'axe qui definit son sens de
propagation que ce soit au sol cu dans les airs
La figure 1 represente un schema d'un train a balancier comportant
deux roues 14 et 15 montees en diabolo;
On peut concevoir que ce couple de roues 14 et 15 monte en diabolo
peut entre associe a un autre couple de roues monte sur l'autre partie
18 du balancier 4 ou de la poutre et, dans ce cas, les deux couples de
roues en diabolo formeront un train du type boggie (quatre roues).
Ce type de train, qu'il soit a diabolo ou a double diabolo,
c'est-a-dire boggie, constitue generalement un demi train principal
d'un aeronef et pour que l'avion puisse rouler correctement sur une
piste, quelles que soient les procedures, soit le decollage ou
l'atterrissage, il est necessaire que les deux roues 14 et 15, dans le
mode illustre, soient parfaitement en contact avec le sol et que, de
plus, les contraintes verticales qui s'exercent sur les pneumatiques
au niveau du sol soient le plus possible egales, et, de cette facon,
les charges qui se repartissent sur ces deux roues seront uniformes et
ne doivent pas entratner ltendommagement de l'un des pneus et eviter
ainsi son eclatement.
Pour cela, il est avantageux d'associer a un tel train, notamment sur
des bossages tels que representes en 20 et 21 sur le balancier ou la
poutre 4, (ou eventuellement sur ltessieu 16) des capteurs
constitutifs du dispositif permettant de mesurer la charge exercee sur
les moyens de roulement d'un tel train d'atterrissage, en l'occurrence
les deux pneumatiques des deux roues 14 et 15.
Pour la mise en oeuvre de la realisation du dispositif permettant
d'obtenir le resultat mentionne ci-dessus, la Demanderesse rappelle
qu'elle conne un capteur permettant de determiner un signal
representatif d'une combinaison de la valeur de la composante
parallele a l'axe de mesure des efforts appliques a la poutre audela
de la zone de fixation desdits capteurs, d'un meme cette de cette zone
et de la valeur du moment par rapport a l'axe de cette zone desdits
efforts.
La figure 2 represente un mode de realisation d'un tel capteur,
notamment comme celui qui est decrit dans un brevet de la Demanderesse
beneficiant d'une date de depit anterieure.
La figure 2 represente donc sous forme schematique un tel capteur qui,
sans rentrer dans les details, comprend deux elements sensibles 22 et
23 fixes rigidement sur une poutre 24 au moyen par exemple de deux
bossages 25 et 26 solidaires des sections 37 et 38 de la poutre.
Ces deux elements sensibles 22 et 23 comportent respectivement chacun
une teste 27, 28 supportant des electrodes 29 et 30, associes a la
tete 27, et une electrode 31 associee a la tete 28.
Ces deux electrodes 29,30 constituent, avec l'electrode centrale 31,
disposee entre ces deux electrodes 29 et 30, un element de mesure
capacitif.
Lorsque la poutre est soumise a un couple par l'axe perpendiculaire au
plan de la figure, le mouvement du plan 38 par rapport au plan 37 est
une rotation autour de l'axe 36.
Le plan 35 passe sensiblement par les centres des electrodes 29,30 et
31, representes schematiquement en 32, 33 et 34, et par l'axe de
rotation instantane 36.
Ces trois electrodes 29,30 et 31 sont alimentees et reliees
respectivement par des lignes de mesure et d'ali mentation 39,40 et 41
a un circuit electronique connu en lui-meme tels que par exemple les
dispositifs permettant de mesurer la valeur des capacites des
condensateurs. Ce circuit comporte generalement des entrees
d'alimentation 43, dont les entrees de mesure 44 sont reliees aux
trois electrodes mentionnees ci-dessus.
Ainsi, Q ses sorties 45, ce capteur peut delivrer un signal comme
mentionne ci-dessus qui est representatif dfune combinaison de la
valeur de la composante paral lele a l'axe de mesure des efforts
appliques a la poutre au-dela de la zone de fixation desdits capteurs,
d'un meme catie de cette zone et de la valeur du moment par rapport a
llaxe de cette zone desdits efforts.
En effet, sans rentrer dans les details, etant donne que ce capteur
est connu en lui-meme, il est neanmoins rappele que lorsque la poutre
24 subit uniquement une flexion pure autour d'un axe perpendiculaire a
ltaxe 46, c'est-a-dire par exemple la rotation du plan 38 par rapport
au plan 37 autour de l'axe 36, le centre 32 de llelectrode 31 ne se
deplace pas par rapport aux deux autres electrodes 29 et 30,
l'electrode 31 ne subit en fait qu'une legere inclinaison*
Dans ce cas, la distance moyenne de cette electrode centrale n'ayant
pas change, le capteur ne delivre aucun signal significatif a sa
sortie 450
Par contre, si, en plus de la flexion, la poutre subit un effort
tranchant parallele a l'axe 35, electrode centrale 31 est deplacee
suivant l'axe 35, ce qui entrat- ne un rapprochement de l'electrode
centrale 31 de l'une des deux electrodes 29 et 30 (suivant le sens de
l'effort)
Ce deplacement modifie la valeur de la capacite composite
Le signal obtenu a la sortie 45 du circuit electronique 42 varie en
consequence.
Cette variation de signal represente la valeur de l'effort tranchant
subi par la poutre suivant la direction de mesure du capteur.
Si l'axe 35 du capteur, contrairement a ce qui est represente sur la
figure 2, n'est pas dans le plan de la figure, mais reste
perpendiculaire a l'axe 46 et rencontre toujours l'axe 36, l'electrode
centrale 31 se deplacera egalement par rapport aux electrodes 29 et 30
suivant l'axe 35 si la poutre est soumise a un couple autour de ltaxe
46, et fournira le signal correspondant. es deplacements relatifs des
electrodes perpendiculairement a l'axe 35 n'entradnent pas la
deiivrance d'un signal significatif.
Dans cette configuration, si la poutre est soumise a un effort
tranchant parallele a l'axe 35 et a un. couple autour de l'axe 46, le
capteur fournira un signal qui sera une combinaison de ces deux
sollicitations fonction des caracteristiques elastiques de la poutre.
Ceci etant rappele, un exemple de dispositif selon l'invention
permettant de mesurer les charges reparties sur les moyens de
roulement d'un train d'atterrissage comporte, dans le mode de
realisation tel qu'illustre sur les figures 3 et 4, trois capteurs
51,52,53 associes a la poutre 54 par des moyens de fixation 55,56, de
facon que leurs directions de mesure representees respectivement en
57, 58 et 59 soient sensiblement contenues dans un meme plan et que
celles-ci ne soient pas concourantes en un meme point. Le plan dans
lequel sont contenues ces directions passe par l'axe de rotation
instantane de la poutre, comme defini precedemment pour les bossages
des moyens de fixation 55 et 56.
Les figures 3 et 4 representent un mode de realisation d'un train
d'atterrissage essentiellement la partie des roues montees en diabolo
sur une poutre 54.
Les trois capteurs 51, 52 et 53 sont montes sur cette poutre 54 par
des bossages comme rappele sur le dispositif selon la figure 2. Les
capteurs sont par exemple du mOme type que celui represente sur cette
figure 2, mais bien evidemment, le principe de mesure peut autre
different. Par exemple, le principe de mesure par capacite pourrait
entre remplace par celui d'une mesure par variation selfique ou par
des detecteurs piezo resistifs.
Avec un dispositif comme represente sur les figures 3 et 4, il est
possible de mesurer au moins les contraintes exercees sur les deux
pneumatiques et essentiellement les contraintes verticales,
c'est-a-dire celles qu'il est necessaire de connattre pour eviter les
incidents comme mentionne precedemment.
En se reportant aux figures 3 et 4, les differentescom- posantes des
contraintes sfexercant sur les pneumatiques d'un atterrisseur
apparatssent clairement, en l'occurrence les composantes 61, 62,
respectivement des deux pneumatiques 63 et 64, suivant un plan
horizontal qui, generalement, est le plan 65 de la piste sur laquelle
roule l'aeronef.
Les deux composantes verticales 66 et 67 dont-il est essentiellement
necessaire de connattre leur valeur, aussi bien en absolue que
relative.
Les composantes horizontales suivant l'axe de propagation de
l'aeronef, en l'occurrence 68 et 69, qui sont dUffl par exemple aux
differentes frictions sur la piste 65.
Il est rappele qui il est necessaire de connattre essentiellement la
valeur des composantes 66 et 67, car elles mettent en evidence les
charges verticales supportees par les pneus, et sont donc necessaires
pour detecter les degonflages echauffements et eclatements.
Dans le dispositif tel qu'illustre, etant donne la posi tion et la
structure des capteurs, les composantes 68 et 69 n'ont pas d'influence
dans le plan mentionne pre cddemment, etant donne que celles-ci sont
perpendiculaires a ce plan, et que, donc, leurs projections sur
celui-ci sont nulles.
Enfin, il est precise que D represente les distances de part et
d'autre des plans des roues par rapport a l'axe 70 de la poutre 54,
les distances dl, d2 representant le decalage respectif des points
d'application 72, 73 de l'ensemble des composantes stexercant
respectivement sur les deux pneumatiques 63, 64.
Dans le mode de realisation du dispositif selon l'inven- tion, le
capteur 53 est dispose de facon que sa direction de mesure 59 soit
sensiblement parallele aux composantes 61 et 62 au plan de roulement
des pneumatiques, c'est- and dire en fait une position sensiblement
horizontale qui est generalement celle des pistes 65 sur lesquelles
est amene a rouler un tel aeronef.
Les deux capteurs 51 et 52 sont positionnes de part et autre de cette
poutre 54, de facon que leurs directions de mesure respectives 57 et
58 soient perpendiculaires a la direction 59, c'est-a-dire en fait
perpendiculaire au plan de roulement,en l'occurrence la piste 65.
Enfin, comme represente sur la figure 5, les trois capteurs 51, 52 et
53, comme definis ci-dessus, sont representes schematiquement et ont
leurs sorties respectives 74, 75 et 76 reliees aux entrees 77, 78 et
79 d'un organe de traitement 81 des signaux delivres par ces
capteurs.Cet organe est apte a delivrer a ses sorties 80 des signaux
representatifs des valeurs des composantes verticales 66 et 67
s'exercant sur les deux pneumatiques 63, 640
En se referant indifferemment aux figures 3 a 5, les capteurs 57, 52
et 53 delivrent a leurs sorties des signaux A1, A2, X, qui, comme
demontre notamment dans le brevet de la Demanderesse precedemment
mentionne, auront les valeurs respectives representatives des
formu.ies::
B = k (F1 +F2) (III)
Ainsi, il est demontre que la valeur de ces signaux peut etre
respectivement representee par les ~formules I, II et III dans
lesquelles outre les parametres precedemment definis k, k1 et hsont
des constantes, et P1,P2 sont les valeurs respectives des forces des
contraintes representees sur la figure 3 en 66, 67, F1,F2 sont les
contraintes respectivement representees sur la figure en 61, 62.
De plus, on demontre que du fait de l'elasticite des pneumatiques des
roues, les distances d1,d2 sont donnees par les formules d1 = K. (IV)
P1 d2 = K F2 (V)
P2 dans lesquelles K est une constante qui depend bien evidemment et
notamment de la qualite des pneumatiques.
De ces cinq equations mentionnees ci-dessus qui se reduisent au nombre
de trois, on en deduit les valeurs respectives de P1 et P2 avec
eventuellement la valeur de la somme et la difference de ces deux
contraintes P1, p*
2
En se referant a la figure 5, l'organe de traitement des signaux 81
delivres respectivement par les trois capteurs 51, 52, 53, permet de
resoudre ces equations, et il peut etre constitue avantageusement par
exemple par un microprocesseur convenablement programme dont un mode
de realisation schematique est represente sur cette figure 5.
Les differents blocs illustres permettent de realiser ces operations,
et notamment, le circuit 82 permet, en etant relie aux deux capteurs
51, 52, de delivrer a sa sortie 83 la somme des deux signaux delivres
par ces capteurs, tandis que le circuit 84 effectue la difference de
ces deux signaux qui est obtenue a sa sortie 85.
La sortie 83 du circuit 82 est connectee a 1'entree 86 d'un diviseur
87 qui delivre a sa sortie 88 la somme des deux contraintes
referencees P1, P24
Cette somme peut etre affichee en 120 si il est necessaire de
connaCtre la valeur totale de ces deux contraintes.
De plus, la sortie 76 du capteur 53 est connectee a un
multiplicateur-diviseur 89 qui permet de delivrer a sa sortie 90 un
signal proportionnel a B h+K. k
La sortie de ce diviseur-multiplicateur est connectee a l'entree 91
dtun additionneur-diviseur 92 dont l'autre entree 93 est reliee a la
sortie 85 du soustracteur 84.
Cet additionneur-diviseur delivre a sa sortie 94 un signal
proportionnel a la difference des deux contraintes
P1, P2 qui peut autre affiche sur un indicateur 130, si il est
necessaire,par exemple pour le pilote, de connat- tre cette difference
afin d'eviter de continuer a rouler si celle-ci atteind des
proportions trop importantes.
Enfin, cet organe de traitement 81 comporte respectivement un
additionneur 95 et un soustracteur 96 dont les deux entrees
respectives 97, 98, sont reliees a la sortie 88 du circuit 87
delivrant la somme des deux composantes verticales P1,P2 representant
les contraintes sur les pneumatiques*
Les deux autres entrees 99 et 100 respectives de ces additionneur et
soustracteur 95, 96 sont reliees a la sortie 94 du circuit 92.
Ces deux circuits 95, 96 delivrent respectivement a leurs sorties 101
et 102 des signaux qui sont representatifs des deux composantes
verticales P1,P2 qui peuvent entre affiches sur des indicateurs
respectifs 103 et 104.
Ces equations referencees I a V permettent de deduira les deux valeurs
P1,P2.
En effet, les deux equations I et Il on en deduit les deux equations
De plus, de ces deux equations Vt et VII, on peut donc en deduire les
deux valeurs P1,P2 qui sont donnees par les equations
Les resultats de ces equations VI a IX sont respectivement donnes aux
sorties 88 du circuit 87, 94 du circuit 92 aux sorties 101, du circuit
95 et a la sortie 102 du circuit 96 et leurs valeurs sont affichees
respectivement sur les indicateurs 120, 130, 103, 104.
Ainsi, avec un dispositif tel qu'illustre sur les figures 3 a 5, le
pilote d'un aeronef peut connattre instantanement les differentes
contraintes verticales qui s'appliquent sur les pneumatiques du train
d'atterrissage et en deduire, comme il a ete mentionne precedemment,
la marche a suivre pour assurer toute la securite voulue a son avion*
Le dispositif qui a ete decrit ci-dessus donne de bons resultats,
notamment quand il concerne un train d'atterrissage pris en lui-m4me.
Cependant, il s'avere que les resultats obtenus ne sont pas suffisants
quand l'avion se trouve dans des circonstances particulieres.
Pour cela, les figures 6 a 10 donnent un exemple de realisation d'une
application de ce dispositif dans le cas d'un aeronef a deux trains
principaux, chaque train etant a quatre roues montees en boggie. Les
schemas permettent de comprendre les possibilites de mesure precise et
en continue des anomalies des pneus par exemple d'un avion, pendant le
roulage et/ou pendant les virages et meme quand il y a un vent
transversal.
Il est tout d'abord rappele que l'eclatement d'un pneu d'un diabolo,
comme represente sur la figure I, d'un train d'atterrissage d'un
aeronef, peut etre du essentiellement a trois causes prises separement
ou en combinaison. Ces trois causes sont la rencontre d'un pneumatique
avec un element coupant sur son trajet. Ensuite, il peut se produire
un echauffement de ce pneu par surcharge, cette surcharge etant la
consequence par exemple d'un sous gonflage du pneu voisin. Enfin, il
peut etre du a un echauffement du pneu par surcharge, notamment du
fait d'un diametre de pneu superieur a celui du.pneu voisin*
Si les deux premieres causes sont bien connues et fac i- les a
prehender, il semble que la troisieme soit volontairement ou non
ignoree.La Demanderesse a constate sur certains pneumatiques une
difference de rayon non regligeable qui entratnerait sur les pneus les
plus gros une surcharge comparable a celle causee par un degonflage de
30 percent du pneu voisin* Les differences de rayon des pneus neufs
peuvent atteindre, suivant leur degre de vieillissement, jusqu'8 34mm
pour des pneumatiques comme ceux que l'on trouve sur les Airbus. A
l'analyse des differentes causes mentionnees ci-dessus, il s'en suit
qu'une mesure precise de la charge sur les pneus qui detecte les deux
causes d'echauffement est donc bien preferable a une mesure de la
pression qui ne detecte qu'unie cause le sous ou surgonflage.
Les figures 6 a 9 representent, sous forme schematique, un aeronef a
deux trains d'atterrissage du type boggie, qui apparatssent nettement
sur les deux figures 6 et 7 respectivement en elevation et en vue de
dessus avec les quatre pneumatiques, la structure rigide de ltae-
ronef etant representee par un trait 200 avec son centre de gravite en
201. La representation des figures 6 et 7 donnent une image d'un
aeronef roulant en ligne droite sur un sol plat et horizpntal. Sur
cette figure, sont representes, par des vecteurs, les differents
efforts qui s'exercent sur les pneus respectivement des quatre
differents groupes de deux pneus sur une meme portion de poutre
202,203,204 et 205.
Les figures 8 et 9 montrent le meme aeronef, et les differents efforts
qui s'exercent quand celui-ci roule en virage et/ou avec du vent de
travers sur un sol relativement plat non incline transversalement, les
autres conditions etant identiques, c'est-a-dire par exemple meme
anomalie de diametre et/ou degonflage que ce qui etait suppose pour
les figures 6 et 7.
Le dispositif comprend alors douze capteurs repartis par groupe de
trois en conformite avec la description donnee ci-dessus, notamment en
regard des figures 3 et 4, respectivement sur les portions de poutre
202, 203,204 et 205. Les sorties de ces douze capteurs sont reliees
respectivement aux entrees dtun organe de traitement des informations
206 delivres sous forme de signaux par ces capteurs, cet organe
delivrant a ses sorties 207 les signaux representatifs des differentes
valeurs des charges sur les pneumatiques des trains sur un afficheur
208 et pour en tirer toutes les conclusions necessaires a la securite
de l'aeronef (figure 10).
Ainsi, comme il a ete decrit precedemment, les capteurs delivrent des
signaux dont il est possible d'obtenir les charges PG1, PG'1G1... et
G1' G 1,
A partir de ces elements, il est possible de determiner en permanence
les charges # G1 -# G'1... (figure 6 a 9 greater than.
En fait, ces charges 7T On -7T G'n - 7TDn #D'n sont celles qui
permettent de determiner les risques d'e chauffement et donc
dteclatement et qutil est donc necessaire de connattre en permanence
pour la securite dtun aeronef.
Ainsi, comme mentionne precedemment, les signaux des capteurs pour une
portion de poutre sont de la forme
B (P1+F'1) desquelles il en est deduit facilement
(servira pour le poids et le centrage)
Dans ces formules on tient compte de 11 elasticite des pneumatiques et
en consequence il a ete considere que e1 = c Fl et e'l = c F'1 (c
etant une constante). pi
Ces charges PG,PG',PD,PD, des pneus des differents diabolos
202,203,204 et 205 sont alors obtenus en continu and partir des
equations X et XI.
Il est quand meme precise que le poids de l'avion est inchange, la
charge totale du train principal est constante d'oA:
De ce fait, et en se reportant aux figures. 8,9, l'qui libre des
forces suivant YY' donne
De ces equations, et compte tenu de l'articulation des poutres ou plus
communement appele balancier, les equations suivantes peuvent etre
ecrites
PG1+PG'1=PG2+PG'2=Q XIV
PD1+PD'1=PD2+PD'2+Q XV # G1 + # G'1 = # G'2+Q XVI # D1+#D'1=#D2+#D'2+Q
XVII
Dans ces equations, la valeur Q est celle d'un effort qui est du au
verin amortisseur de tangage qui existe toujours ou presque de facon
connue sur les balanciers.
De plus, l'equilibre des couples autour de l'axe XX' s'ecrit de la
facon suivante, en designant par R la raideur de chaque demi train
principal et D et d apparatssant clairement sur la figure 6.
# = 2R and alpha 2R and alpha D2 = F. H + P.H*o less than d'ou
Dans ces formules, et en accord avec la representation de la figure
4,D represente la demi distance separant les deux trains principaux, d
la demi distance separant deux pneumatiques d'un meme diabolo.
Ainsi, les variations d'efforts sur un axe vertical, appliquees sur
les pneumatiques d'un demi train, qui apparaissent notamment par
comparaison entre les representations des figures 6,7 et 8,9, sont
dues a la variation d'ecrasement de l'amortisseur et des pneumatiques.
Il en rdsulte de ceci que D. and
alphaR=PG1+PG'1+PG2+G'2-(#G1+G'1+#G2+#G'2) XIX D. and
alpha=PD1+PD1+PD'2(#D1+#D'1+#D2+D'2) XX
De plus, il est bien evident que l'inclinaison de l'axe des diabolos
entrasse une variation de charge entre les deux pneus d'un meme
diabolo qui est alors egale a 2 d.r* dans la valeur duquel r est la
raideur d'un pneumatique.
Il s'ensuit donc pour les quatre diabolos
(PG1-#G1)-(PG'1-#G'1)= 2.d. and alpha r XXI
(PC2-#G1)- v (PG'2 w G'2)= 2.d and alpha r XXII e r XXII
(FD1-#D1) (D1)-(PD'1-#D' w D1)= 2.d. and alpha r XXIII
DE D2) (D'2 # D'2)= 2.d. # r XXIV
C'est ainsi qu'a partir des equations XIV a XVII, et du groupe
d'equations XIX A XXIV, il en est deduit des charges G1' G'1... qui
ont pour valeur respective pour les huit pneumatiques dans lesquelles
les valeurs PGn, PG'n' PD'n sont donnees par les equations X et XI,
celle de est donnee par la combinaison des equations XVIII avec les
equations
XII et XIII.
Le calcul de ces elements est alors effectue dans gold- gane de
traitement 206 qui delivre a ses sorties 207 les differentes valeurs
qui peuvent autre eventuellement visualisees en 208 pour etre percues
par exemple par les pilotes, ou alors, utilisees pour commander des
securites appropriees directement liees a l'aeronef.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1/ Dispositif permettant de mesurer les char ges reparties sur les
moyens de roulement d'un train d'atterrissage d'un aeronef, ces moyens
de roulement (63,64) etant montes par paire sur un meme axe, cet axe
etant lui-m8me rigidement lie a une poutre (4) dont au moins une zone
a son axe sensiblement parallele au sol, et perpendiculaire a l'axe,
comprenant au moins trois capteurs (51,52,53) associes par des moyens
de fixation (25,26) a ladite zone de la poutre, de telle sorte que
leur axe de mesure soit perpendiculaire a l'axe de cette zone, et que
leurs projections sur un plan perpendiculaire a l'axe de cette zone
soient des droites non concourantes en un meme point, chaque capteur
etant apte a delivrer a sa sortie un signal representatif d'une
combinaison de la valeur de la composante parallele a l'axe de mesure
des efforts appliques a la poutre audela de la zone de fixation
desdits capteurs, drun meme cete de cette zone et de la valeur du
moment par rapport a l'axe de cette zone desdits efforts, un organe de
trai tement (81) de signaux delivres par lesdits trois cap teurs, les
entrees (74,7f,76) dudit organe (81) etant reliees a la sortie desdits
capteurs (51,52,53) et ledit organe etant apte a delivrer a ses
sorties (80,88,94) des signaux representatifs des valeurs des charges
(Pi, P2) respectivese sur lesdits moyens de roulement (63,64 greater
than.
2/ Dispositif selon la revendication 7, caracterise par le fait que
pour des moyens de roulement constitues par deux pneumatiques aptes a
rouler sur un meme plan de roulement, les trois dits capteurs (51,52,
53) sont disposes de facon que la direction de mesure du premier
capteur (53) soit dans un plan parallele audit plan de roulement, les
deuxieme et troisieme capteurs ayant leurs directions de mesure
paralleles et perpendiculaires a la direction de mesure du premier
capteur
3/ Dispositif selon la revendication 2, carac ternis8 par le fait que
lesdits capteurs sont aptes a delivrer a leurs sorties des signaux
dont les valeurs respectives sont de la forme B = k (P1+F2) ledit
organe de traitement (81) etant apte a delivrer a sa sortie des
signaux representatifs des deux contraintes.verticales (66,67)
exercees sur les deux dits pneumatiques (63,64).
4/ Dispositif selon la revendication 3, caracterise par le fait que la
valeur respective des deux dites contraintes est definie par des
signaux ayant les valeurs respectives
5/ Dispositif selon l'une des revendications precedentes, caracterise
par le fait que chaque capteur comporte au moins deux elements de
mesure (2in,23) fixes rigidement (25,26) a ladite poutre, et des
moyens (29, 30,31,42) pour mesurer le deplacement lateral des
extremites des deux elements rigides l'une par rapport a l'autre.
6/ Dispositif selon la revendication 5, caracterise par le fait que
les moyens de mesure du deplacement des deux extremites comportent une
capacite variable.
7/ Dispositif selon la revendication 5, caracterise par le fait que
les moyens de mesure du deplacement des deux extremites comportent un
self variable*
8/ Systeme pour mesurer les charges reparties sur les moyens de
roulement des deux trains d'atterrissage principaux d'un aeronef,
cesdits trains comportant chacun un montage de quatre roues a
pneumatiques montees en boggie, caracterise par le fait qufil comporte
au moins un dispositif selon l'une des revendications precedentes,
associe a chaque demi train pour former un ensemble de douze capteurs,
la sortie de cesdits douze capteurs etant reliee a un organe de calcul
(206) apte a elaborer au moins huit signaux representatifs de la
charge (Gn) sur chaque pneumatique des roues, dont chaque valeur est
une fonction de la forme dans laquelle entrent les definitions
precedentes "D" represente la demi distance separant les deux trains
principaux, "d" la demi distance separant deux pneumatiques dwun meme
diabolo, " l'angle d'inclinaison de l'aeronef,par rapport a
l'horizontale, et "r" la raideur des pneumatiques et "R" la raideur de
chaque train principal.
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