Analyse théorique

Comme nous l’avons vu précédemment les lois d’amortissement effort/vitesse et effort/course de l’amortisseur monté sur le puits de chute sont réglables. En effet nous pouvons régler les lois d’amortissement effort/vitesse pour les basses et hautes vitesses en phase de compression et de détente. De même la loi d’amortissement effort/course dispose de huit positions. Les différentes courbes des lois d’amortissement en fonction des différents réglages sont données aux Figure 21, Figure 22 et Figure 23 du chapitre 3. Un modèle numérique paramétrable de l’amortisseur permet d’obtenir les lois d’amortissement pour différents réglages. Ce modèle ayant été recalé par des essais de caractérisation expérimentale. Nous disposons donc des lois d’amortissement de l’amortisseur quels que soient les réglages de celui-ci.

Pour analyser la méthode d’optimisation passive proposée, nous avons effectué plusieurs simulations de chute du modèle multi-corps du démonstrateur pour différents réglages de l’amortisseur. Les réglages ont été choisis dans la logique de la méthode d’optimisation passive proposée. C'est-à-dire la minimisation de la première bosse de l’effort transmis par la suspension afin de minimiser le pic d’accélération de la masse poutre de queue (mq) lors de l’impact au sol. Nous rappelons que l’effort d’amortissement module l’amplitude de la première bosse de l’effort transmis. Un faible coefficient d’amortissement conduit à une minimisation de l’amplitude de l’effort transmis lors de l’impact.

Nous choisissons uniquement de régler l’amortisseur en compression pour les basses et hautes vitesses. En effet lors de l’atterrissage, seule la phase de compression influence l’effort transmis à la structure. Afin d’alléger l’analyse des résultats, seules sept configurations de réglage sont présentées. Ces sept configurations donnent les résultats les plus significatifs de l’influence des réglages de l’amortisseur sur l’accélération de la masse mq.

Réglages

Configuration de l’amortisseur Basse Vitesse Haute vitesse _Hydraulique Butée

configuration n°1 0 2 1 configuration n°2 0,5 2 1 configuration n°3 2 2 1 configuration n°4 2 4 1 configuration n°5 2 3 1 configuration n°6 2 1 1 configuration n°7 2 0 1

La loi d’amortissement effort/vitesse est modifiée par les réglages basses et hautes vitesses. La loi d’amortissement effort/course est modifiée par les réglages sur la butée hydraulique. Notre but dans un premier temps est d’étudier la méthode d’optimisation passive sur un train d’atterrissage classique. C'est-à-dire sur lequel uniquement la loi d’amortissement effort/vitesse est réglable. En effet ce réglage peut être effectué par modification du diamètre de l’orifice de laminage. En ce sens nous modifierons uniquement les réglages de la loi effort/vitesse pour les basses et hautes vitesses afin de minimiser l’accélération sur la masse poutre de queue (mq) lors de l’impact au sol.

Le Tableau 3 présente les configurations de réglage de la loi d’amortissement effort/vitesse pour la phase de compression. Nous rappelons que les valeurs de réglage indiquées pour la basse vitesse sont des hauteurs de soulèvement de la vis pointeau. Plus celles-ci sont grandes et plus le coefficient d’amortissement en basse vitesse est petit (cf. partie 3.1.2). Les valeurs de réglage indiquées pour les hautes vitesses sont les valeurs de la précharge du ressort de rappel du clapet hydraulique (cf. partie 3.1.2). Plus celles-ci sont grandes et plus le coefficient d’amortissement en haute vitesse est important. Les unités sont données en millimètres. Pour la butée hydraulique, la valeur indique le set de réglage de celle-ci. Les courbes des lois d’amortissement pour les différents sets de la butée hydraulique sont données à la Figure 23 du chapitre 3. Le set de la butée hydraulique choisi ici, correspond à une loi d’amortissement effort/course dont la perte de charge (coefficient d’amortissement) augmente fortement en fin de course. Ce set permet de se placer dans la stratégie d’optimisation passive proposée. Pour un atterrissage de vitesse d’impact égale 2,17 m/s, nous obtenons les résultats de simulations de l’accélération de la masse poutre de queue (mq) suivants :

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 −6 −4 −2 0 2 4 6 8

Accélération mq − Hauteur de chute: 240 mm Pression du pneu: 5,5 Bars

Temps [sec] Accélération [g] configuration 1 configuration 2 configuration 3 configuration 4 configuration 5 configuration 6 configuration 7

En fonction des configurations des lois d’amortissement, nous constatons une diminution du premier pic lors de l’impact sur les courbes d’accélération de la masse poutre de queue (mq). Compte tenu des différentes configurations de lois d’amortissement étudiées, nous avons que les trois premières configurations concernent l’influence du coefficient d’amortissement en basses vitesses. Les quatre dernières configurations concernent l’influence du coefficient d’amortissement en haute vitesse. Cela nous permet d’identifier quelle zone de réglage de la loi d’amortissement effort/vitesse aura le plus d’influence dans la minimisation de l’accélération de la masse poutre de queue (mq).

Analysons tout d’abord l’influence des coefficients d’amortissement en basse vitesse. Nous pouvons constater que les réglages d’amortissement en basse vitesse ont peu d’influence sur l’accélération de la masse poutre de queue (mq). En revanche si nous analysons l’influence des coefficients d’amortissement en haute vitesse, nous pouvons constater qu’en diminuant celui-ci, l’accélération de la masse poutre de queue (mq) diminue.

Ainsi afin de minimiser le pic d’accélération de la masse poutre de queue (mq) lors de l’impact au sol, nous pouvons conclure qu’il est nécessaire de diminuer le coefficient d’amortissement en haute vitesse pour la compression. En effet lors de l’impact au sol, la vitesse d’enfoncement est la plus importante. Ainsi l’effort d’amortissement modulant la première bosse de l’effort transmis par le train d’atterrissage est directement fonction du coefficient d’amortissement en haute vitesse. En abaissant le coefficient d’amortissement en haute vitesse, l’effort d’amortissement lors de l’impact est plus faible et ainsi nous avons une minimisation de la première bosse de l’effort transmis. Cette minimisation de la première bosse conduit alors à la minimisation du pic de l’accélération sur la masse poutre de queue (mq). Toutefois en prenant un coefficient d’amortissement trop faible en haute vitesse, nous augmentons significativement la course de l’amortisseur ce qui conduit dans un train d’atterrissage classique sans dispositif d’amortissement en fonction de la course à une forte augmentation de l’effort en fin de compression. Il est alors nécessaire de trouver un compromis entre la diminution du coefficient d’amortissement en haute vitesse engendrant une diminution de l’accélération de la masse poutre de queue et un faible niveau d’effort en fin de compression.

Compte tenu de l’analyse précédente, des réglages des coefficients d’amortissement en haute vitesse avec diminution du coefficient d’amortissement permettent de minimiser les accélérations sur la masse poutre de queue lors de l’impact. D’après les résultats de simulations de la Figure 39, une diminution sur le premier pic d’accélération de la masse poutre de queue (mq) est envisageable en agissant sur la loi d’amortissement en compression.

Nous proposons dans la suite de ce document, d’analyser et de valider expérimentalement la méthode d’optimisation passive avec l’influence du coefficient d’amortissement en haute vitesse sur la minimisation du pic d’accélération de la masse poutre de queue (mq).