Nadia Arif

Étude du comportement des trains d’atterrissage d’avions légers

Résumé : Les avions légers, comme les avions de brousse, sont conçus pour être utilisés dans les zones reculées d’un pays, où les infrastructures de transport sont inadéquates ou inexistantes. Ils peuvent atterrir sur différents types de piste (glace, gravier, sable, gros cailloux..). Le problème principal de ces avions est le défaut d’absorption d’énergie cinétique à l’atterrissage, bien qu’une partie des énergies de choc soit absorbée par les pneumatiques sous-gonflés. Des chocs et des rebonds peuvent se produire mettant en péril la sécurité de l’avion et des passagers. Le but de ce travail est de développer un outil numérique qui permet de modéliser les trains d’atterrissage, de prévoir leur réponses dynamiques dans des conditions extrêmes, et de comparer leur capacité à dissiper l’énergie à la rencontre des obstacles. Étant donné son rôle primordial dans l’absorption des chocs, une étude expérimentale est dédiée à la catactérisation du pneumatique de brousse. Cette étude permet de construire un modèle éléments finis détaillé du pneumatique en prenant en compte la géométrie, la structure matérielle complexe, les différents matériaux ainsi que les interactions entre le pneumatique et le sol (contact frottant). Des lois de comportement hyperélastiques et viscoélastiques sont introduites dans le modèle. Une deuxième partie est consacrée à la modélisation numérique des différents systèmes de trains d’atterrissage (existants ou proposés). Les suspensions sont modélisées avec des éléments adaptés dans Abaqus qui permettent de définir les degrés de liberté cinématiques complexes nécessaires. De nombreuses simulations de roulement sont réalisées afin d’étudier, d’une part l’influence des conditions de roulement ( telle que la vitesse de roulement, la pression dans les pneumatiques ..), et l’influence de la taille et de la forme de l’obstacle d’autre part. L’analyse des amplitudes des efforts et des rebonds transmis à l’avion au cours du roulement permet d’évaluer les réponses dynamiques des différents trains et de comparer leur efficacité de dissipation par la suite.