Principalele funcții ale unui tren de aterizare constau în permiterea evoluțiilor la solul unei aeronave. Aceste modificări includ manevre de rulare între diferitele locații ale unui aerodrom (remorcare, taxi etc.), cursa la decolare, amortizarea impactului de aterizare și, datorită unui sistem de frânare asociat, oprirea aeronavei la o distanță acceptabilă.
Trenul de aterizare este în general de tip fix sau retractabil. Dacă nu se retrage în timpul fazelor de zbor, se spune că este „fix”. Dacă este retractabil, se retrage în interiorul aeronavei în timpul zborului pentru a reduce rezistența aerodinamică și, astfel, pentru a reduce rezistența care afectează aeronava. Apoi este pliat în carcasa trenului de aterizare, care poate fi în fuzelaj sau în aripi , dacă avionul este un avion.
Trenul de aterizare poate fi uneori echipat cu schiuri sau plutitoare dacă aeronava trebuie să aterizeze sau să aterizeze pe zăpadă . Unele aeronave sunt, de asemenea, echipate cu plăcuțe metalice, care încetinesc aeronava prin frecare cu suprafața pistei.
Istoria trenului de aterizare datează din 1876 . Alphonse Pénaud și Paul Gauchot , doi inventatori francezi, brevetează designul unui monoplan amfibiu cu două locuri revoluționar pentru timpul său. Una dintre noutățile acestui avion este că are un tren de aterizare retractabil cu amortizoare cu aer comprimat.
Abia în 1917 au apărut timid primele dispozitive echipate cu tren de aterizare parțial retractabil. În Franța , deși unele brevete sunt propuse Serviciului Tehnic de Aeronautică (precum cel al lui René Moineau , depus înSeptembrie 1918) trenurile care se retrag nu vor deveni obișnuite până la sfârșitul anilor 1920 . În acest moment, performanțele aeronavelor s-au îmbunătățit atât de mult încât avantajul aerodinamic al treptelor retractabile a justificat mai mult decât complexitatea și supraponderabilitatea sistemului instalat pe aeronavă.
Există în principal două tipuri de tren de aterizare:
Majoritatea dispozitivelor moderne au un tren triciclu sau o variantă a trenului triciclu. Angrenajele convenționale sunt considerate a fi mai dificil de aterizat și de decolat și, prin urmare, necesită uneori o pregătire specifică. Uneori se adaugă o roată de coadă mică sau un schi pe angrenajele triciclului în cazul în care coada ar putea atinge solul în timpul decolării. Acesta este cazul Concorde . Multe elicoptere folosesc, de asemenea, trenuri de aterizare cu roți, fixe sau chiar retractabile (de exemplu, cazul lui Dauphin).
Odată cu greutatea tot mai mare a aeronavelor, trenurile de aterizare au din ce în ce mai multe roți. Airbus A340 are o a treia roată (numită roată centru) între cele două cele principală, Boeing 747 are cinci trenuri de aterizare: una în față, două sub aripile și două sub fuselaj un spate puțin, cum ar fi " Airbus A380 , care are în total 22 de roți. Avioanele cu trei trepte de aterizare folosesc roata pentru a direcționa când sunt pe asfalt. Pe de altă parte, modelul 747 și A380 utilizează și cele două trepte de viteză interioare care pot contracara atunci când roata din față se direcționează, în același mod ca și pentru mașinile cu direcție integrală, roțile din spate direcționând în direcția opusă. roți din față pentru viraje mai ușoare.
O defecțiune a trenului de aterizare poate duce la ceea ce se numește cal de lemn și poate duce la distrugerea aeronavei.
Unele avioane folosesc roțile doar pentru decolare și apoi le aruncă, pentru a economisi greutatea și locul, deoarece nu mai este nevoie de un mecanism de retragere și simplitate. Pentru aceste avioane, aterizarea se face pe schiuri, de exemplu. Exemple istorice includ Messerschmitt Me 163 și Messerschmitt Me 321 . Unele avioane de cercetare spațială au folosit, de asemenea, derapaje din titan pentru aterizare (cum ar fi X-15 )
Un alt exemplu de tren de aterizare neobișnuit este trenul „cu o singură cale” găsit pe aproape toate planorele și pe unele aeronave militare precum Lockheed U-2 , SO.4050 Vautour sau Hawker Siddeley Harrier . Pe aceste avioane, trenul de aterizare este format din două roți principale aliniate sub fuselaj (treapta se numește tandem ) și o roată mică lângă capătul fiecărei aripi, cântarele .
Un tren multiplu în tandem a fost folosit pe unele avioane militare în anii 1950 , cum ar fi Miasishchev M-4 , Yakovlev Yak-25 , Yak-28 și Boeing B-47 Stratojet , deoarece permite o capacitate mare de transport între roțile principale. O altă variantă a acestui tandem este utilizată pe Boeing B-52 Stratofortress, care are patru boghiuri principale sub fuzelaj și o roată mică care susține fiecare aripă. Trenul B-52 este, de asemenea, unic, deoarece fiecare dintre cele patru boghiuri este direcțional. Acest lucru facilitează foarte mult aterizarea în cazul unui vânt transversal (folosind așa-numita tehnică de aterizare a crabului).
În prezent, avioanele își folosesc turboreactoarele pentru a se deplasa la sol între pistă și locul lor de parcare. Pentru a economisi potențialul motorului și kerosenul , sunt în curs studii (WheelTug de la Boeing și Green Taxiing din grupul Safran ) pentru a dota trenul de aterizare cu motoare electrice care funcționează cu energia furnizată de APU .
Cutia constituie „corpul” trenului de aterizare. Acesta conține amortizor și asigură transmiterea forțelor principale către structura aeronavei.
Puntea principală face posibilă transmiterea forțelor axiale care vin din centrul roții către structura aeronavei.
Busola, pe angrenajele principale, face posibilă prevenirea rotației tijei glisante față de cutie. Pe puntea din față, transmite cuplul între sistemul de direcție și tija glisantă.
Amortizorul absoarbe energia impactului de aterizare și susține schimbările la sol, asigurând în același timp confort maxim pentru echipaj și pasageri. Amortizoarele sunt în general de tip oleopneumatic . Există amortizoare cu o singură cameră sau cu cameră dublă.
Secvența de prelungire / retragere a treptelor de viteză este condiționată de poziția manetei de control a retragerii / retragerii treptelor de viteză și de răspunsul detectoarelor de poziție a treptelor de viteze și a trapei. Controlează succesiv deschiderea trapei, deblocarea angrenajului, extinderea angrenajului, blocarea angrenajului în poziția joasă, apoi închiderea clapelor principale (și invers în timpul retragerii). Trapa spate este controlată direct de trenul de rulare.
În modul normal, trenul de aterizare este extins prin acțiunea cilindrului de acționare care servește în același timp ca un amortizor de sfârșit de cursă pentru a evita o blocare de fund prea violentă, în timp ce cilindrul de deblocare apasă butonul secundar pe oprește pentru contrafort. În modul de urgență (prin cădere liberă, numită „cădere liberă” ), trenul este ieșit de gravitație, ajutat de forțele aerodinamice. Două arcuri tensionate asigură și mențin blocarea trenului de rulare în poziția joasă, blocând cele două brațe ale tijei secundare și, în consecință, cele ale tijei principale întinse.
Când trenul este retras, fluxurile hidraulice care alimentează dispozitivele de acționare sunt inversate. Retragerea este declanșată de acțiunea cilindrului de deblocare care rupe contravântuirea tijei secundare și, în consecință, a tijei principale la care este conectat. Sistemul astfel deblocat este reasamblat în compartimentul de viteze folosind cricul de manevrare. Cutiile suspendate permit blocarea angrenajelor și a trapelor în poziția înaltă.
Acțiunea pilotului asupra comenzii direcției este transmisă cilindrului direcției printr-un computer și un sistem hidraulic. Cilindrul este echipat cu un rack angajat cu pinionul tubului rotativ. Rotația tubului rotativ este transmisă axului prin busolă. În alte cazuri, și pentru a reduce volumul, sistemul pinion / rack este înlocuit de un concept care utilizează două mufe care acționează direct asupra tubului rotativ.
Janta oferă suport pentru anvelopă, precum și adăpostirea sistemului de frânare. Sistemul de frânare este format din mai multe discuri (de obicei din carbon) și etriere cu piston. Frânarea unui avion în timpul unei faze de aterizare sau în timpul întreruperii unei proceduri de decolare necesită dispersia unei cantități foarte mari de energie. În această fază, sistemul de frânare constituie un radiator. Prin urmare, roțile sunt supuse unor solicitări semnificative. La fel, lichidul de frână este specific (vezi Skydrol ). Frânele pot fi echipate cu ventilatoare, dacă este necesar, pentru a-și reduce temperatura mai repede, ceea ce permite avionului să poată decola din nou mai repede, deoarece temperatura lor trebuie să fie, de exemplu la Airbus, sub 300 ° C. Această limită ajută la prevenirea supraîncălzirii frânelor dacă aeronava le-ar folosi la scurt timp după decolare.
Trenul cu triciclu al unui avion Breguet
Trenul principal de aterizare al unui Airbus A340
Antrenează fața constelației Lockheed
Frână de carbon a unui tren de aterizare Airbus A330 / A340