Train d'atterrissage - Définition
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Introduction
Les fonctions principales d'un train d'atterrissage consistent à permettre les évolutions au sol jusqu’au décollage (remorquage, taxi…), l’amortissement de l’impact d’atterrissage, et, grâce à un système de freinage associé, l’arrêt de l’avion sur une distance acceptable.
Le train d'atterrissage peut parfois être équipé de skis ou de flotteurs si l'appareil doit amerrir ou atterrir sur la neige.
Durant les phases de vol, si le train d'atterrissage ne se replie pas, le train est fixe, sinon, il est rétractable et rentré pour diminuer la résistance à l'air. Il se loge alors dans la case à train d'atterrissage qui peut se trouver dans le fuselage ou dans les ailes.
Histoire
L'histoire des trains d'atterrissage remonte à 1876. Alphonse Pénaud et Paul Gauchot, deux inventeurs français, brevètent le plan d'un monoplan amphibie biplace révolutionnaire pour son époque. Une des nouveautés de cet aéroplane est qu'il possède un train d'atterrissage rétractable avec amortisseurs à air comprimé. Mais ce n'est pas avant 1917 que les premiers appareils dotés de trains d'atterrissage partiellement rétractables feront leur apparition et ils ne deviendront communs qu'à la fin des années 20. À cette époque, les performances des avions s'étaient tellement améliorées que l'avantage aérodynamique des trains rétractables justifiait amplement la complexité et le surpoids du système.
Principe d'un train d'atterrissage existant
Les principaux éléments structuraux (voir schéma):
Le caisson (barrel) constitue le « corps » de l’atterrisseur. Il contient l’amortisseur et assure la transmission des efforts principaux vers la structure avion.
La contrefiche principale (drag strut assy) permet de transmettre les efforts axiaux venant du centre roue à la structure de l’avion.
Le compas (torque link assy), 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.
L’amortisseur (shock absorber) permet d’absorber l’énergie de l’impact d’atterrissage et supporte les évolutions au sol tout en assurant un maximum de confort pour l’équipage et les passagers. Les amortisseurs sont généralement de type oléopneumatique. Il existe des amortisseurs simple chambre ou double chambre.
Le système d’extension/rétraction
La séquence d’extension/rétraction des trains est conditionnée par la position du levier de commande « rentrée/sortie » des trains et par la réponse des détecteurs de positions du train et des trappes. Elle commande successivement l’ouverture des trappes, le déverrouillage du train, l’extension du train, le verrouillage du train en position basse, puis la fermeture des trappes principales (et inversement lors de la rétraction). Les trappes arrières sont commandées directement par l’atterrisseur.
En mode normal, la sortie de l’atterrisseur est assurée par l’action du vérin de manœuvre (actuating cylinder) qui sert en même temps d’amortisseur de fin de course afin d’éviter un verrouillage bas trop violent, tandis que le vérin de déverrouillage presse la contre-fiche secondaire (lock link) sur ses butées pour l’arc-bouter. En mode secours (dit « Free Fall »), la sortie du train se fait par gravité, aidée par les efforts aérodynamiques. 2 ressorts de traction (lock springs) assurent et maintiennent le verrouillage de l’atterrisseur en position basse, en bloquant arc-boutés les 2 bras de la contrefiche secondaire et par conséquence celle de la contrefiche principale (drag strut).
Lors de la rétraction du train, les flux hydrauliques alimentant les actionneurs sont inversés. La rétraction est déclenchée par l’action du vérin de déverrouillage qui brise l’arc-boutement de la contrefiche secondaire et par conséquent celui de la contrefiche principale à laquelle elle est connectée. Le système ainsi déverrouillé est remonté dans la case de train à l’aide du vérin de manœuvre. Des boîtiers d’accrochage (uplock assembly) permettent de verrouiller les trains et les trappes en position haute.
Le système de direction (Nose Wheel Steering)
L’action du pilote sur la commande de direction est transmise au vérin de direction (steering actuator) par l’intermédiaire d’un calculateur (BSCU) et d’un système hydraulique. Le vérin est équipé d’une crémaillère en prise avec le pignon du tube tournant. La rotation du tube tournant est transmise à l’essieu par l’intermédiaire du compas. Dans d’autres cas, et pour réduire l’encombrement, le système pignon/crémaillère est remplacé par un concept utilisant 2 vérins (dit « push/pull ») agissant directement sur le tube tournant.
Les roues et le système de freinage
La jante assure le support du pneu ainsi que le logement du système de freinage. Le système de freinage est constitué de disques multiples (généralement en carbone) et d’étriers à pistons. Le freinage d’un avion lors d’une phase d’atterrissage ou lors de l’interruption d’une procédure de décollage (Rejected Take Off), nécessite la dispersion d’une très grande quantité d’énergie. Le système de freinage constitue dans cette phase un puits de chaleur. Les roues sont donc soumises à d’importantes contraintes.
train tricycle d'un avion Breguet | 
Train d'atterrissage principal d'un Airbus A340 | Train avant du Lockheed Constellation |
