La conception d'une roue d'un avion est influencée principalement par la nécessité de recevoir le pneu sélectionné et d'être suffisamment grande pour loger le bloc de frein, avec un poids minimum et une durée de vie maximale.
Trois conceptions de roue sont actuellement disponibles :
- roue semblable à la voiture, elle est adaptée aux avions légers, en voie de disparition.
- roue à double bâtis est structurellement la plus efficace et la plus légère, mais avec un espace limité pour loger les freins.
- roue à simple bâti et bride est plus lourde, mais avec un espace plus grand pour loger les freins et le dissipateur thermique.
Ci-dessous, les trois types de conception de roue.
Les roues modernes sont fabriquées à partir de pièces moulées en aluminium, de moulages de magnésium, ou forgées en aluminium.
La roue est composée de deux parties, une moitié intérieure supportant le disque de frein et une moitié extérieure. Les deux moitiés sont fixées entre elles par des boulons, des rondelles et des écrous. Un joint torique monté entre les deux moitiés de roue assure l'étanchéité de l'air pour les roues conçues pour des pneus tubeless. La roue tourne sur deux roulements à rouleaux coniques placés dans des cages et ajustés par contraction sur les moyeux. Des joints de "graisse" assurent la protection et la conservation du lubrifiant pour les roulements. Ces joints sont maintenus par des circlips.
Ci-dessous, roue d'un avion avec son bloc de freins. À noter que le bloc de freins est fixé sur l'amortisseur.
Comme pour les roues du train principal, elles sont fabriquées à partir de pièces moulées en aluminium, de moulages de magnésium, ou forgées en aluminium. La roue est composée de deux parties identiques (pas de frein sur la roue avant). Le montage et la lubrification sont identiques aux roues principales.
Le schéma ci-dessous représente la roue du train principal de l'Airbus A320.
Lorsque la roue est équipée de pneus tubuless, la demi-jante intérieure peut comporter un bouchon de surpression qui prévient les risques de surgonflage accidentel du pneumatique. En cas de surgonflage, le bouchon de surpression se rompt et libère la pression du pneu.
En cas de freinage à très haute énergie, lors d'une accélération arrêt par exemple, les roues peuvent atteindre des températures très élevées (350 à 400 °C). Pour éviter que le pneu se dégrade et éclate, les jantes sont équipées de fusibles thermiques qui, dès que la température devient critique, laissent échapper le gaz de gonflage (azote), de façon définitive. Ces fusibles se présentent en général sous la forme d’une vis (voir ci-dessous) dont le centre comporte un perçage rempli d’un eutectique qui fond à une température précise en général, 183 °C (pour un eutectique étain-plomb), permettant ainsi de diminuer la pression.
Les pneumatiques sont les équipements les plus sous-estimés et les moins connus d'un aéronef. Ils sont constitués de trois matériaux principaux : acier, caoutchouc et tissu. En poids, un pneumatique est composé d'environ 50 % de caoutchouc, pour 45 % de tissu et 5 % d'acier. Il existe actuellement différents types de nylon et de caoutchouc dans la composition d'un pneu, ayant chacun ses propriétés spécifiques pour accomplir sa tâche.
Normalement, l'azote sec est utilisé pour gonfler les pneumatiques. L'azote n'entretiendra pas une combustion et réduira la dégradation de la gomme d'étanchéité, des plis de carcasse et de la roue causée par l'oxydation.
Il existe actuellement deux sortes de type de pneumatiques :
- Pneus à chambres à air
- Pneus sans chambre à air appelés également pneu tubuless
Les pneumatiques à plis croisés sont constitués d'une carcasse composée de nappes successives de tissu gommé qui s'étendent jusque sous les tringles et sont positionnées selon des angles alternés de moins de 90° par rapport à l'axe central de la bande de roulement.
Les pneumatiques radiaux sont constitués d'une carcasse souple composée de nappes de tissu gommé qui s'étendent jusque sous les tringles et sont positionnées selon des angles voisins de 90° par rapport à l'axe central de la bande de roulement. La carcasse est stabilisée au moyen d'une ceinture circulaire pratiquement inextensible.
Les déflecteurs, appelés également bavettes, sont des protubérances circulaires moulées dans le flanc de certains pneumatiques du train avant qui projettent sur les côtés le jet d'eau ou de neige fondante émis par le contact des pneus avec la piste, pour réduire la quantité d'eau absorbée par les moteurs. Les pneus peuvent être à simple déflecteur ou double déflecteurs.
Usure normale
L'usure régulière de la bande de roulement indique un bon entretien et une utilisation à la bonne pression de gonflage.
Usure des pneus surgonflés
Il y a un excès d'usure au centre de la bande de roulement.
Usure des pneus sous gonflés
Il y a usure prématurée des épaules du pneu, avec surchauffe entraînant des dommages de la carcasse interne.
Usure excessive
L'usure atteint les plis de sommet de la carcasse. Le pneumatique ne doit plus rester en service. Possibilité de rechapage.
Arrachement d'une nervure
L'arrachement démarre généralement avec une coupure sur la bande de roulement, provoquant un arrachement total ou partiel d'une nervure, allant jusqu'au pli de renfort de la bande de roulement.
Coupures en forme de chevron
Un endommagement de la bande de roulement provoqué par le roulage et/ou le freinage sur des pistes à rainurages croisés.
Craquelures
Apparition aléatoire de craquelures superficielles sur le flanc généralement causées par le vieillissement du pneu, et/ou l'exposition prolongée aux intempéries ou à un stockage inadapté.
Méplat
Le méplat est le résultat du blocage du pneu sur la piste. Cela se produit généralement lorsque les freins se bloquent alors que l'avion est en mouvement. Le méplat peut provoquer des vibrations pendant la rentrée du train d'atterrissage.
Déchapage
Une perte complète ou partielle de la bande de roulement allant jusqu'aux plis de refort ou aux plis carcasse.
Aujourd'hui, la conception des pneumatiques d'avion à usage militaire ou civil permet le rechapage. Le rechapage consiste à gratter la bande de roulement usée, et à en reposer une neuve. Le rechapage des carcasses permet ainsi d'obtenir plus d'atterrissages par pneu à un coût inférieur par bande de roulement, conduisant à un coût opérationnel global beaucoup moins élevé.
Comme pour les pneumatiques neufs, les pneus rechapés doivent passer avec succès des essais de qualification établis par les services officiels. Les moyens de contrôle, comme l'injection d'air dans la carcasse, l'holographie et la shearographie, permettent de s'assurer que les carcasses utilisées et le rechapage réalisé respectent toutes les spécifications. De même,comme les pneus neufs, tous les matériaux et les composants du pneu rechapé sont certifiés selon les normes de l'assurance qualité.
Bibliographie pour cette page
https://www.faa.gov - Aircraft Landing Gear Systems
Protection et entretien des pneus aviation de GOOD YEAR aviation.