Table des matières
Le train d’atterrissage est un gros utilisateur de la puissance du circuit hydraulique, avec les mouvements de rentrée et sortie, l’orientation du train avant et le freinage.
Pour profiter pleinement de cet article, il faut avoir étudié préalablement le circuit hydraulique qui fournit l’énergie essentielle au fonctionnement du train d’atterrissage.
Le B737-800 est équipé d’un train principal composé d’une jambe sous chaque aile et d’un train avant. Les trois sont de type diabolo, c’est-à-dire avec deux roues sur un seul axe.
GENERALITES
Comme on l’a vu en étudiant le circuit hydraulique, le mouvement du train est normalement assuré grâce au système hydraulique A, ainsi que l’orientation du train avant.
En cas de panne du système A, le système B peut être utilisé pour rentrer le train d’atterrissage à vitesse normale, lors d’une panne du moteur gauche au cours du décollage.
De plus, en cas de panne, la sortie du train peut être effectuée grâce à un système manuel.
Le circuit de freinage normal est alimenté par le système hydraulique B. En cas de problème, un circuit de secours utilisant le système A est mis en œuvre automatiquement.
Un système d’anti-patinage ANTISKID existe sur les deux circuits de freinage, mais le freinage automatique AUTOBRAKE n’est disponible que sur le circuit normal.
RENTRÉE ET SORTIE DU TRAIN
Fonctionnement normal
Le train d’atterrissage est commandé, normalement, par un levier situé à la droite du tableau de bord central. Pour éviter une manœuvre de rentrée accidentelle lorsque l’avion est au sol, le levier est bloqué en position DOWN par un verrou (en jaune sur les schémas) .
En vol, un solénoïde libère le verrou permettant la manœuvre du levier, à condition de tirer sur celui-ci avant chaque déplacement.
En cas de panne de ce solénoïde, la check-list de secours correspondante demande de tirer sur une gâchette située sous de levier de train pour surpasser le verrou.
Lorsque le levier de train est placé sur UP, le train principal rentre vers l’intérieur de l’avion. Les roues sont freinées pendant le mouvement par le circuit de freinage.
A la fin du mouvement de rentrée, le train principal est verrouillé en position haute par un système mécanique.
Sur B737, le logement de train principal n’est pas fermé par une porte. C’est la roue extérieure qui ferme le puits de train.
Le train avant rentre vers l’avant. Le freinage des roues est assuré par des patins à l’intérieur du puits de train.
Le train avant est lui aussi verrouillé mécaniquement en position haute et deux portes viennent fermer le logement de train.
En plaçant le levier sur OFF, en position médiane, on coupe l’alimentation hydraulique du circuit.
Au décollage, en cas de panne du moteur N°1, il est important de pouvoir renter le train le plus vite possible. La pompe hydraulique moteur EDP étant perdue et la pompe électrique ayant un débit quatre fois plus faible, le LANDING GEAR TRANSFER UNIT va permettre d’utiliser le système hydraulique B pour assurer un débit suffisant de liquide hydraulique sous pression.
Pour que ce transfert soit activé il faut que :
- l’avion soit en vol
- le N2 du moteur 1 soit inférieur à 50%
- le levier de train soit sur UP
- l’un des deux trains principaux ne soit pas rentré et verrouillé
Pour la sortie du train, le système hydraulique A est aidé par le propre poids du train et par les forces aérodynamiques qui s’exercent dessus.
Les portes du train avant restent ouvertes lorsque le train est sorti.
Sortie en secours
En cas de perte du système hydraulique A ou défaut de sortie d’un ou plusieurs trains, il existe un système de sortie de secours manuel.
Trois poignées situées dans un logement, au plancher du cockpit, au pied droit du pedestal, permettent de déverrouiller chaque train de la position rentré, autorisant ainsi la sortie et le verrouillage bas du train par gravité.
Quand la porte du logement est ouverte, la sortie manuelle est possible avec le levier de train dans n’importe quelle position, même si le circuit hydraulique A est en pression. Dans ce cas, la rentrée du train est désactivée.
Si on referme la porte du logement, le fonctionnement normal du train redevient possible.
Sur l’addon B737 NGX de PMDG, la trappe est bien représentée mais son ouverture et le système de sortie de secours ne sont pas simulés.
ORIENTATION DU TRAIN AVANT
L’orientation du train avant n’est possible qu’au sol, lorsque l’amortisseur est enfoncé. C’est le système hydraulique A qui est normalement utilisé mais, en cas de besoin, il est possible d’avoir recours au système hydraulique B en plaçant l’inverseur situé à gauche du tableau de bord sur ALTERNATE.
Le guidage au sol se fait normalement grâce au volant d’orientation du train avant. Le braquage maximum est de 78° de part et d’autre de l’axe de l’avion. Pour le décollage et l’atterrissage, à grande vitesse donc, c’est uniquement le palonnier qui est utilisé, avec un débattement limité à 7° pour éviter les embardées.
Pour les manœuvres sur les parkings et les taxiways, il est important de connaître les possibilités offertes par la géométrie du train d’atterrissage.
En particulier, on voit ci-dessous que la largeur minimale pour effectuer un demi-tour est d’environ 25 m (Note).
On voit également qu’il ne faut pas s’approcher à moins de 8 m d’un obstacle pour effectuer un virage (CAUTION).
Pour le tractage ou le repoussage, on installe sur le train avant une goupille qui neutralise les moyens de guidage disponibles au cockpit.
Il est impératif qu’elle soit enlevée avant que l’avion ne roule par ses propres moyens. C’est pourquoi, à la fin d’un push-back par exemple, le technicien montre la goupille au Commandant de Bord.
FREINS
Description
Chaque roue du train principal est équipée d’un frein à 5 disques actionné par les pédales des palonniers.
Le freinage est différentiel, c’est-à-dire que la pédale de gauche agit sur les freins du train gauche et la pédale de droite sur ceux du train droit.
Un témoin (wear pin) renseigne sur le niveau d’usure des garnitures. C’est l’un des points à vérifier lorsque l’on fait la visite extérieure de l’avion.
Fonctionnement
En utilisation normale, le système de freins est alimenté par le système hydraulique B.
En cas de défaillance de celui-ci, c’est le système de secours, alimenté par le système A, qui est automatiquement mis en service.
L’action sur les pédales du palonnier est retransmise mécaniquement à des vannes de dosage (Metering Valves). Avant d’arriver aux freins, la pression hydraulique passe par une vanne d’anti-patinage ANTISKID chargée d’éviter le blocage des roues un peu comme l’ABS de certaines voitures.
Dans le système normal de freinage, il y a une vanne antiskid par roue, alors que pour le système de secours, il n’y a qu’une vanne antiskid par paire de roues (ou par train).
Freinage automatique AUTOBRAKE
L’action sur les pédales de frein peut être remplacée par un système de freinage automatique AUTOBRAKE qui n’est disponible que sur le circuit normal de freinage.
L’AUTOBRAKE est utilisable au décollage pour assurer la décélération maximale en cas d’arrêt du décollage (mode Rejected Take Off RTO), et à l’atterrissage pour fournir un freinage régulier en maintenant un taux de décélération continu.
Pour pouvoir armer le mode RTO, il faut réunir les conditions suivantes :
- avion au sol
- antiskid et autobrake OK
- sélecteur AUTOBRAKE sur RTO
- vitesse des roues inférieure à 60 kt
- manettes des gaz sur IDLE
Le mode de freinage RTO s’engage lorsque le décollage est interrompu à une IAS > 90 kt. La pression hydraulique maximum est établie automatiquement dès que les manettes des gaz sont placées sur IDLE.
Voici une petite vidéo qui montre le mode RTO de l’AUTOBRAKE en action sur une piste courte.
La simulation de PMDG et les calculs de performances de TOPCAT sont donc tout à fait crédibles…!
Pour l’atterrissage, 4 niveaux de décélération sont disponibles. A noter que le freinage maximum avec les pieds donne une décélération supérieure au niveau MAX de l’AUTOBRAKE d’atterrissage.
Le freinage à l’atterrissage sera effectif dès que :
- avion au sol
- les deux manettes des gaz sur IDLE
- roues en rotation
Le taux de décélération étant maintenu constant, le niveau de freinage sera modulé en fonction de l’utilisation des reverses et des spoilers.
Le réglage peut être modifié en cours de freinage, y compris remis sur OFF sans allumage du voyant DISARM. Sans intervention, il ira jusqu’à l’arrêt complet de l’avion.
Le système sera désarmé, avec allumage du voyant AUTO BRAKE DISARM si :
- levier SPEED BRAKE avancé vers DOWN
- manettes des gaz avancées vers l’avant
- action d’un des pilotes sur les pédales de frein
- défaut détecté par le système
Voici, extrait du chapitre des performances, un aperçu des distances d’atterrissage données à titre informatif par Boeing pour le B737-800, pour un atterrissage avec les volets 30 et pour différentes conditions d’état de la piste (braking action).
Il convient d’ajuster la valeur de référence donnée pour une masse de 60 tonnes en fonction du réglage de l’AUTOBRAKE et des conditions du jour. On voit ainsi que la distance minimale, à cette masse et sur piste sèche, est de 900 mètres.
ATTENTION : il ne faut pas confondre les valeurs données dans ce tableau avec la limitation atterrissage qui fait l’objet d’un autre document, et qui est toujours calculée à partir des données issues des essais, avec les freins utilisés à fond, sans AUTOBRAKE et sans reverses, performances qui sont assorties d’un coefficient conservatoire.
Frein de parking
Le frein de parking est serré en appuyant à fond sur les pédales de freins et en tirant le levier PARKING BRAKE. Un mécanisme bloque les pédales de freins en position enfoncées et ferme une vanne qui interdit le retour du liquide hydraulique vers le réservoir.
Pour enlever le frein de parc, il suffit d’appuyer fortement sur les pédales pour dégager le blocage.
Le PARKING BRAKE est disponible avec les deux systèmes de freinage, normal ou secours. Si les deux systèmes hydrauliques A et B ne sont pas disponibles, la mise en pression des freins sera assurée par un accumulateur.
L’accumulateur est fait pour maintenir un système hydraulique en pression lorsque que les pompes sont hors service. Il utilise le fait que les gaz sont compressibles et peuvent donc restituer la pression emmagasinée, ce qui n’est pas le cas des liquides.
Le circuit de freins du B737-800 est équipé d’un accumulateur qui est pré chargé en azote à une pression de 1000 psi. C’est le circuit normal qui le met en pression à 3000 psi. Il est capable d’assurer le freinage en cas de perte des deux systèmes hydrauliques A et B et de maintenir le frein de parc en pression à l’arrêt des moteurs.
MAIS ATTENTION : à chaque fois que l’on relâche les freins, le liquide retourne au réservoir. L’accumulateur de freins ne pourra donc offrir que quelques coups de freins. Il faudra freiner de façon continue sans pomper !
SYSTÈME AIR/SOL
De très nombreux systèmes de l’avion ont besoin de savoir si l’avion est au sol ou en vol.
Cette information leur est fournie grâce au système Air/Sol qui comprend six détecteurs, deux par train, et un calculateur PSEU (Proximity Switch Electronic Unit) qui élabore le signal.
COMMANDES ET CONTRÔLES.
Manœuvre du train
Le voyant rouge de chaque train indique un désaccord entre la position du levier de train et celle du train considéré (position OFF = train rentré).
Cette indication est donc normale lorsque le train est en transit mais anormale au-delà du temps normal de transit.
Le voyant rouge s’allume également si le train n’est pas sorti et verrouillé alors que l’avion est à moins de 800 ft radiosonde et qu’une au moins des manettes de gaz est sur IDLE.
On voit sur le placard situé sous la commande de train que les vitesses maximum sont différentes pour sortir, renter ou évoluer avec le train sorti.
Les voyants verts indiquent que le train correspondant est sorti et verrouillé.
Il existe un autre jeu de trois voyants verts sur le panneau supérieur arrière qui indiquent la même chose, mais c’est un autre canal de détection de position qui est utilisé.
Comme le confirme la check-list secours associée, le train correspondant est sorti et verrouillé si l’un ou l’autre voyant vert est allumé.
AUTOBRAKE et ANTISKID
- Le voyant AUTO BRAKE DISARM s’allume ambre si :
- levier SPEED BRAKE avancé vers DOWN
- manettes des gaz avancées vers l’avant
- action d’un des pilotes sur les pédales de frein
- défaut détecté par le système
- Le sélecteur rotatif d’AUTO BRAKE reste en position après désarmement (pas de retour sur OFF)
- ANTISKID INOP : un défaut est détecté sur le système. Il n’y a pas de commande de mise en marche ou d’arrêt de l’ANTISKID (il est toujours en marche)
Température des freins
Certains avions sont équipés d’un système de mesure de la température des freins, particulièrement utile après un freinage intense. Les valeurs mesurées s’affichent au DU inférieur, sur la page SYSTEM.
La valeur indiquée en face de chaque frein est une valeur relative de la température du frein, allant de 0.0 à 9.9. Jusquà 2.4, le symbole du frein est vide, de 2.5 à 4.9, il plein, et au-dessus, il est jaune et le voyant BRAKE TEMP s’allume au panneau copilote.
UTILISATION ANORMALE
Voici, dans le QRH, la liste des Checklists de secours concernant le train d’atterrissage. Il n’y a pas de procédure d’urgence à connaître par cœur et à effectuer de mémoire.
Les plus importantes concernent, bien sûr, les cas où le train refuse de se mouvoir normalement.
La dernière, WHEEL WELL FIRE, concerne un incendie dans le puits de train principal et sera donc traitée dans le chapitre incendie, en section 8.
Impossibilité de placer le levier de train sur UP
Examinons d’abord le cas où il est impossible de placer le levier de train sur UP après le décollage.
La partie grisée, en tête de la checklist secours, nous indique qu’il y a trois origines possibles : ou bien le solénoïde qui manœuvre le verrou empêchant de rentrer le train, lorsque l’avion est au sol, est en panne, ou bien le signal indiquant que l’avion est bien en vol est absent, ou bien c’est le signal de la vanne des spoilers sol qui ne fonctionne pas.
Il faut donc lever le doute avant de tenter de surpasser ce blocage du levier. C’est l’objectif de l’item 3 de la checklist secours :
Si l’alarme de configuration décollage ne sonne pas après la rétraction des volets, c’est que le système SOL/VOL est bien passé en mode VOL, et c’est donc le solénoïde du verrou qui ne fonctionne pas.
On passe alors à l’item 4, en prenant bien soin de ne pas dépasser 235 kt, vitesse maxi de rentrée du train (VLO Retract). On va alors utiliser la gâchette du levier de train, que l’on a vu au début de l’article, pour surpasser le verrou et placer le levier sur UP. Puis on pourra le placer sur OFF après la rentrée du train, et finalement continuer le vol normalement.
Si, au contraire, le klaxon intermittent d’alarme décollage retentit après la rentrée des volets, c’est que le système SOL/VOL est resté en condition SOL. Il faudra donc interrompre le vol car de nombreux systèmes ne pourront pas fonctionner normalement. L’item 8 demande de tirer le breaker du circuit électrique correspondant, ce qui va neutraliser l’alarme décollage.
De plus, comme le défaut peut aussi se situer sur la vanne des spoilers sol, il ne faut pas utiliser les spoilers en vol ni en sortie automatique à l’atterrissage.
On va donc garder le train sorti et prévoir un atterrissage sur le terrain approprié le plus proche. Le reste de la checklist, les items différés, ne font que rappeler la nécessité de ne pas utiliser les spoilers en vol ni en sortie automatique au sol, et de déployer ceux-ci manuellement après le toucher des roues.
Voyons maintenant le cas opposé, celui où il n’est pas possible de manœuvrer le levier pour sortir le train d’atterrissage.
Levier de train bloqué en position UP
Cette checklist ne doit, bien sûr, être mise en œuvre qu’au moment où l’on souhaite sortir le train. Attention à la vitesse maxi de sortie du train (VLO Extend = 270kt/M0.82) !
Le premier item propose d’essayer de débloquer le levier en utilisant la gâchette de surpassement du verrou vu à la checklist précédente : ce verrou n’a, en principe, rien à voir dans la manœuvre de sortie du train mais, si le levier est bloqué, c’est certainement qu’il y a quelque chose de cassé dans le mécanisme. Il n’y a donc rien à perdre de faire l’essai… Si ça marche, on se reporte à l’item 4 qui dit de vérifier l’état des voyants verts de verrouillage bas des jambes de train.
La note précise que le train est, à coup sûr, verrouillé bas si son voyant est vert sur le panneau central ou le panneau supérieur arrière.
Si pour chacun des trois trains ont a au moins un voyant vert allumé, le problème est résolu. Si ce n’est pas le cas alors que le levier est en position DOWN, il faudra se diriger vers la checklist de sortie manuelle du train…
Mais le plus vraisemblable est que cette tentative de déblocage du levier échoue et, dans ce cas, on poursuivra à l’item 6 qui indique que l’orientation du train avant est perdue. Et il ne faut surtout pas switcher sur ALTERNATE car on risquerait de remettre de la pression hydraulique dans le circuit de train alors que le levier est sur UP !!!
La suite de la checklist nous conduit à procéder à la sortie de secours par gravité du train d’atterrissage.
Si le résultat n’est pas totalement satisfaisant, il faudra envisager un atterrissage avec le train partiellement sorti ou totalement rentré… ce qui est l’objet d’une autre checklist secours !
Le reste de la checklist comprend les items différés permettant de conduire notre approche en toute sécurité dans ces conditions dégradées.
Malheureusement, il n’est pas possible d’illustrer toutes ces manœuvres par des vidéos de démonstration. En effet, l’addon de PMDG ne propose aucune panne du circuit de train et, de plus, la sortie en secours n’est pas simulée car la trappe contenant les trois poignées n’est pas fonctionnelle…
Une fuite ou une panne simultanée des deux pompes du système hydraulique A va également avoir un impact important sur le fonctionnement du train d’atterrissage.
Perte du système hydraulique A.
Le premier item permet de mettre en service le système hydraulique de secours STANDBY, en coordination équipage pour éviter une erreur fâcheuse, et le second indique de couper les pompes.
Ensuite, on trouve le traditionnel bilan : dans ce cas, on perd définitivement le pilote automatique A, quelques spoilers vol et tous les spoilers qui ne sortent qu’au sol. Le reste fonctionnera grâce à la redondance des systèmes…
On aura, notamment, un fonctionnement normal des volets, mais il faudra faire une sortie de secours du train d’atterrissage qui est décrite dans les items différés.
Là aussi, il est difficile de faire une vidéo de démonstration alors que la sortie de secours du train n’est pas simulable avec l’addon PMDG… Si vous essayez, vous aurez même la surprise de voir que le train fonctionne tout à fait normalement alors qu’il n’y a plus de pression dans le système A et/ou que le niveau du réservoir est à zéro… Nobody is perfect, pas même PMDG !
CONCLUSION
Le circuit du train d’atterrissage du B737-800 peut paraître complexe : c’est toujours la nécessité de pouvoir parer à toutes sortes de pannes qui en est la cause. Pour autant, ce circuit reste simple en comparaison de celui de son grand frère, le B747, avec ses cinq jambes de train et ses dix-huit roues ! L’objet d’un prochain article, peut-être…
Bons vols.